SWPG: ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΥΛΩΝ ΙΑ ΙΚΤΥΟΥ (SEMANTIC WEB PORTAL GENERATOR)

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ SWPG: ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΥΛΩΝ ΙΑ ΙΚΤΥΟΥ (SEMANTIC WEB PORTAL GENERATOR) Αθανάσης Νικόλαος Μεταπτυχιακή Εργασία Ηράκλειο, Μάρτιος 2004

2

3 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ SWPG: ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΥΛΩΝ ΙΑ ΙΚΤΥΟΥ (SEMANTIC WEB PORTAL GENERATOR) Εργασία που υποβλήθηκε από τον Αθανάση Νικόλαο ως µερική εκπλήρωση των απαιτήσεων για την απόκτηση ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟΥ ΙΠΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗΣ Συγγραφέας: Αθανάσης Νικόλαος Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών Εισηγητική Επιτροπή: Βασίλης Χριστοφίδης, Επίκουρος Καθηγητής, Επόπτης Κωνσταντίνος Στεφανίδης, Αν. Καθηγητής, Μέλος εκτή: Γρηγόρης Αντωνίου, Καθηγητής, Μέλος ηµήτρης Πλεξουσάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Πρόεδρος Επιτροπής Μεταπτυχιακών Σπουδών Ηράκλειο, Μάρτιος 2004

4

5 SWPG: ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΥΛΩΝ ΙΑ ΙΚΤΥΟΥ (SEMANTIC WEB PORTAL GENERATOR) Αθανάσης Νικόλαος Μεταπτυχιακή Εργασία Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών, Πανεπιστήµιο Κρήτης Περίληψη εδοµένης της ραγδαίας αύξησης της διακινούµενης πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό, οι διαδικτυκές πύλες (Web Portals) αναδεικνύονται ως η µοναδική λύση για την παροχή ολοκληρωµένων σηµείων πρόσβασης στους διάφορους πληροφοριακούς πόρους που είναι σήµερα διαθέσιµοι. Η ανάπτυξη Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου πηγαίνει ένα βήµα παραπάνω αξιοποιώντας τη σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας κατά την πλοήγηση και δηµιουργία επερωτήσεων. Σε αυτό το πλαίσιο, αντί να ακολουθούν συµβατικούς υπερσυνδέσµους µεταξύ σελίδων, οι χρήστες έχουν την δυνατότητα πλοήγησης µέσα από σηµασιολογικούς υπερσυνδέσµους που εκφράζουν τις εννοιολογικές συσχετίσεις των διάφορων πληροφοριακών πόρων της πύλης. Στην εργασία αυτή, προτείνεται µια καινοτόµος προσέγγιση για την ανάπτυξη Σηµασιολογικών Πυλών διαδικτύου ανεξάρτητα από το εκάστοτε πεδίο εφαρµογής. Η προτεινόµενη Γεννήτρια Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών (Semantic Web Portal Generator- SWPG) εκµεταλλεύεται δηλωτικές σηµασιολογικές γλώσσες επερώτησης όπως η RQL (RDF Query Language) µέσα από τη γραφική διεπαφή µιας Πύλης ώστε να παρέχει µηχανισµούς πρόσβασης υψηλού επιπέδου στους διαθέσιµους πληροφοριακούς πόρους σύµφωνα µε το τυπικό µοντέλο RDF/S. Η Γεννήτρια SWPG που σχεδιάσαµε και υλοποιήσαµε επιτρέπει την κατασκευή δυναµικών RQL επερωτήσεων -µε έναν διαφανή προς το χρήστη τρόπο- για την πρόσβαση σε πληροφοριακούς πόρους που αντιστοιχούν στα εκάστοτε µονοπάτια πλοήγησης στο σχήµα µιας Σηµασιολογικής Πύλης. Αξιοποιώντας την τεχνολογία των portlets, δηλαδή γραφικών επαναχρησιµοποιήσιµων δοµικών συστατικών µιας πύλης, η Γεννήτρια SWPG

6 επιτρέπει την ρύθµιση προσαρµογής των επιθυµητών όψεων πληροφορίας που διατίθενται από την πύλη, ώστε η πλοήγηση και το φιλτράρισµα της πληροφορίας στη διακινούµενη πληροφορία να γίνεται µε έναν προσωποποιηµένο τρόπο για κάθε χρήστη. Τέλος, το ανοιχτού λογισµικού πλαίσιο ανάπτυξης πυλών µε portlets (Jakarta Jetspeed), στο οποίο βασίζεται η Γεννήτρια SWPG, επιτρέπει τον εµπλουτισµό της λειτουργικότητας µιας πύλης, µε την ανάπτυξη νέων portlets χρησιµοποιώντας πρωτυποποιηµένες προγραµµατιστικές διεπαφές. Επόπτης: Χριστοφίδης Βασίλης Επίκουρος Καθηγητής

7 SWPG: Semantic web portal generator Athanasis Nikolaos Master s Thesis Computer Science Department, University of Crete Abstract Given that the total amount of information available on the World Wide Web is rapidly increasing, Web portals emerge nowadays as the only solution in order to provide integrated points of useful access to a variety of information resources. The development of Semantic Web portals goes one step further by exploiting the semantic organization of information during navigation and querying. In this context, instead of following conventional hyperlinks between pages, users can navigate through semantic hyperlinks capturing the conceptual relationships of different information resources in a Portal. In this work, we propose an innovative approach for the development of Semantic Web portals, regardless of the application domain. The proposed Semantic Web Portal Generator (SWPG) exploits declarative query languages like RQL (RDF Query Language) in the graphical user interface of the portal, in order to provide high-level access mechanisms to information resources, according to the formal model of RDF/S. The Generator SWPG that we have designed and developed allows the dynamic construction of RQL queries- in a transparent way to the user- for providing access to information resources corresponding to the user s navigation paths in the portal schema. By exploiting the technology of portlets, which are graphical pluggable components of a portal, SWPG permits the customization of different information views provided by the portal, in order to provide a personalized navigation and filtering of the related resources. Finally, the SWPG is based on the open source portlet framework (Jakarta Jetspeed), which enables the enrichment of the functionality of the portal, by developing new portlets through standard programmable interfaces.

8 Supervisor: Vassilis Christophides Assistant Professor

9 Στους λατρεµένους µου γονείς Στρατή και Μάγδα, και στον πολυαγαπηµένο µου αδερφό Παναγιώτη

10

11 Ευχαριστίες Ένα µεγάλο ευχαριστώ στον επόπτη καθηγητή µου Βασίλη Χριστοφίδη, όχι µόνο επειδή µου έδωσε όλες τις απαραίτητες επιστηµονικές συµβουλές όλο αυτόν τον καιρό που έχω την χαρά να συνεργάζοµαι µαζί του, αλλά και για την ανθρώπινη κατανόηση που έδειχνε σε περιόδους ιδιαίτερης πίεσης. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω ειλικρινά τον επισκέπτη καθηγητή του τµήµατός µας κύριο ηµήτρη Κοτζίνο για τις πολύτιµες συµβουλές του στην ανάπτυξη της µεταπτυχιακής µου εργασίας. Ακόµα, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους καθηγητές του τµήµατός µας κύριους Κώστα Στεφανίδη και Γρηγόρη Αντωνίου, που αφενός δέχτηκαν να συµµετέχουν στην επιτροπή υποστήριξης της µεταπτυχιακής εργασίας και αφετέρου για τις πολύτιµες συµβουλές τους. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τους φίλους µου και φοιτητές του τµήµατος Επιστήµης Υπολογιστών Αποστόλη Αποστολίδη και Σοφία Πεδιαδιτάκη για την υποµονή τους στις πρόβες τις παρουσίασης και για τις χρήσιµες συµβουλές τους. Θα ήθελα ακόµα να ευχαριστήσω τα µέλη της οµάδας Πληροφοριακών Συστηµάτων και Τεχνολογίας Λογισµικού του Ινστιτούτου Πληροφορικής, για την άψογη συνεργασία που είχαµε όλο αυτό το διάστηµα. Πάνω από όλους όµως θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς µου που µε στήριξαν, µε στηρίζουν, και θα συνεχίσουν να µε στηρίζουν σε κάθε βήµα της ζωής µου.

12

13 Περιεχόµενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 15 Εισαγωγή Πλαίσιο εργασίας Συνεισφορά εργασίας Οργάνωση της εργασίας 17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 19 Πύλες Παγκοσµίου Ιστού ιαδικτυακές Πύλες Κυριότερες κατηγορίες Πυλών διαδικτύου Σηµασιολογικές Πύλες Παγκοσµίου Ιστού Η γλώσσα XML Ο Σηµασιολογικός Ιστός Σχήµατα περιγραφών και περιγραφές πόρων Το πρότυπο των θεµατικών χαρτών (topic maps) Το Περιβάλλον Περιγραφής Πόρων (RDF) Παράδειγµα Σηµασιολογικής οργάνωσης πληροφορίας σε RDF/S Χαρακτηριστικά Σηµασιολογικών Πυλών διαδικτύου Σηµασιολογική πλοήγηση Σηµασιολογική επερώτηση Ενηµέρωση της διαθέσιµης πληροφορίας Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στη διαθέσιµη πληροφορία Προσωποποίηση σηµασιολογικής πρόσβασης Η τεχνολογία των portlets Ρυθµίσεις προσαρµογής ιαλειτουργικότητα και ηλεκτρονικές υπηρεσίες 48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 53 Σχετική Εργασία Γραφικές διεπαφές συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων Το σύστηµα PESTO Το σύστηµα IVORY Το σύστηµα BANKS Το σύστηµα Lore Το σύστηµα BBQ Αξιολόγηση διαλογικών διεπαφών συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων Γραφικές διεπαφές συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών ιεπαφές συστηµάτων φυλλοµετρητών σχηµάτων περιγραφών (ontology browsers) Το σύστηµα RDF Distillery Το σύστηµα Ontopia Omnigator Σενάρια πλοήγηση στη γραφική διεπαφή του Ontopia Omnigator ιαλογικές διεπαφές πλοήγησης σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου Η Σηµασιολογική πύλη OntoWeb 72

14 Σενάρια πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoWeb Η Σηµασιολογική πύλη OntoPortal Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal Η Σηµασιολογική πύλη ODESeW Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη ODESeW Αξιολόγηση συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών Συµπεράσµατα 88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 91 Γεννήτρια Κατασκευής Σηµασιολογικών ιαδικτυακών Πυλών Σηµασιολογική Οργάνωση Πληροφορίας σε µια Πολιτισµική πύλη Γραφική διεπαφή προκαθορισµένων και δυναµικών σηµασιολογικών όψεων Σηµασιολογική πλοήγηση Σηµασιολογική επερώτηση Γραφική διεπαφή κατασκευής RQL επερωτήσεων Αλγόριθµος δηµιουργίας δυναµικών όψεων Προσαρµογή σηµασιολογικών όψεων Συµπεράσµατα και σύγκριση µε άλλα συστήµατα 115 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Αρχιτεκτονική της Γεννήτριας Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου- SWPG Αρχιτεκτονική του συστήµατος Jakarta Tomcat Το πλαίσιο ανάπτυξης portlets Jakarta Jetspeed Μητρώο καταχώρησης portlets (portlet registry) PSML ιαχείριση αιτήσεων και παραγωγή του περιεχοµένου των portlets Ανάπτυξη σηµασιολογικών πυλών µε την SWPG Φάση αρχικοποίησης της εφαρµογής Κατασκευή portlets για προκαθορισµένες και δυναµικές σηµασιολογικές όψεις Αλληλεπίδραση των διάφορων συνιστωσών της SWPG 133 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Συµπεράσµατα και µελλοντική εργασία Συµπεράσµατα Μελλοντική εργασία 138 Βιβλιογραφία 139 Παράρτηµα 145

15 Κατάλογος Εικόνων Εικόνα 1: Οργάνωση της πληροφορίας σε θεµατικούς καταλόγους στην διαδικτυακή πύλη Yahoo! _20 Εικόνα 2: Ρύθµιση προσαρµογής του περιεχοµένου πληροφοριών στη διαδικτυακή πύλη Yahoo! 23 Εικόνα 3: Ο Παγκόσµιος ιστός (World Wide Web) 27 Εικόνα 4: Αναπαράσταση πληροφοριών σε µορφή XML 28 Εικόνα 5: ενδρική δοµή των σύνθετων και ατοµικών σηµάνσεων σε ένα έγγραφο µε πληροφορία XML 29 Εικόνα 6: Ορισµός τύπου εγγράφου 29 Εικόνα 7: Η χρήση της XML δεν λύνει τα προβλήµατα διαλειτουργικότητας 30 Εικόνα 8: Οργάνωση της πληροφορίας στο σηµασιολογικό ιστό 31 Εικόνα 9: Οργάνωση της πληροφορίας στο σηµασιολογικό ιστό 33 Εικόνα 10: Σύνταξη της πληροφορίας στη γλώσσα XTM 33 Εικόνα 11: Παράδειγµα γράφων RDF σχήµατος και περιγραφής πόρων 35 Εικόνα 12: Παράδειγµα αναπαράστασης RDF σχηµάτων περιγραφής σε σύνταξη RDF/XML. 36 Εικόνα 13: Παράδειγµα αναπαράστασης περιγραφών πόρων σε σύνταξη RDF/XML 36 Εικόνα 14: Περιγραφές πόρων σε µια πολιτιστική πύλη στο διαδίκτυο 38 Εικόνα 15: Στιγµιότυπο εύρεσης πληροφορίας µέσα από τη γραφική διεπαφή του Kartoo 40 Εικόνα 16: Στιγµιότυπο σηµασιολογικής πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal 41 Εικόνα 17: Στιγµιότυπο αποτελεσµάτων σηµασιολογικής επερώτησης στη σηµασιολογική πύλη Ontopia Omnigator 42 Εικόνα 18: Στιγµιότυπο τροποποίησης πληροφοριακών πόρων στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal 43 Εικόνα 19: Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση σε διαφορετικές πληροφορίες και εφαρµογές της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal 44 Εικόνα 20: Σχηµατική αναπαράσταση προσωποποιηµένης πρόσβασης µέσα από τον καθορισµό διαφορετικών όψεων στη σηµασιολογική πύλη 45 Εικόνα 21: Τα portlets ως δοµικά στοιχεία διαδικτυακών πυλών 47 Εικόνα 22: Ρυθµίσεις προσαρµογής του περιεχοµένου της διαδικτυακής πύλης 47 Εικόνα 23: Αξιοποίηση portlets ως ηλεκτρονικές υπηρεσίες µε το πρότυπο WSRP 50 Εικόνα 24: Ταυτόχρονη αξιοποίηση portlets µέσα από τα δύο πρότυπα JSR 168 και WSRP 51 Εικόνα 25: Το σχήµα της βάσης του συστήµατος PESTO και ένα στιγµιότυπο πλοήγησης και δηµιουργίας επερώτησης 55 Εικόνα 26: Το σχήµα της βάσης του συστήµατος IVORY και ένα στιγµιότυπο πλοήγησης και δηµιουργίας επερωτήσεων 57 Εικόνα 27: Στιγµιότυπο από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος BANKS µετά την επιλογή µιας από τις διαθέσιµες βάσεις του συστήµατος 58 Εικόνα 28: Στιγµιότυπο από την πλοήγηση στη διεπαφή χρήσης του συστήµατος BANKS 59 Εικόνα 29: Ένας γράφος ηµιδοµηµένων δεδοµένων στο µοντέλο ανταλλαγής αντικειµένων 60 Εικόνα 30: Αποτέλεσµα µιας επερώτησης του συστήµατος DataGuide 61 Εικόνα 31: Σύνθεση του αποτελέσµατος µιας επερώτησης στη διεπαφή χρήσης του συστήµατος BBQ 62 Εικόνα 32: Συντακτική και σηµασιολογική ανάλυση ενός σχήµατος περιγραφής οντολογίας µέσα από το RDF Distillery 66 Εικόνα 33: Συντακτική και σηµασιολογική ανάλυση ενός σχήµατος περιγραφής οντολογίας µέσα από το RDF Distillery 67 Εικόνα 34: Επιλογή θεµατικών χαρτών από την αρχική σελίδα του Ontopia Omnigator 68 Εικόνα 35: Εύρεση πληροφορίας στη διεπαφή χρήσης του Ontopia Omnigator µέσα από σηµασιολογικές επερωτήσεις 69 Εικόνα 36: Εύρεση θεµάτων µέσω ευρετηριασµού πλήρους κειµένου 70 Εικόνα 37: στιγµιότυπο πλοήγησης στο σύστηµα Ontopia Omnigator 71 Εικόνα 38: Σενάρια πλοήγησης στο σύστηµα Ontopia Omnigator 72 Εικόνα 39: Αποτελέσµατα αναζήτησης πληροφοριακών πόρων µέσα από αναζήτηση πλήρως κειµένου στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 74 Εικόνα 40: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα των κλάσεων στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 74

16 Εικόνα 41: Ροή εργασιών για τη δηµοσιοποίηση πληροφορίας στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 75 Εικόνα 42: Στιγµιότυπο από τη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 77 Εικόνα 43: Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 78 Εικόνα 44: ιαχείριση της πληροφορίας στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal 79 Εικόνα 45: Προσθήκη νέου πληροφοριακού πόρου στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal 80 Εικόνα 46: Εύρεση πληροφορίας µέσα από ευρετηριασµό πλήρους κειµένου στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal 81 Εικόνα 47: Στιγµιότυπο πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal 82 Εικόνα 48: Σχηµατική αναπαράσταση πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal. 83 Εικόνα 49: Γραφική διεπαφή του συστήµατος ODESeW 84 Εικόνα 50: Σχηµατική αναπαράσταση πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη ODESeW 85 Εικόνα 51: Σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας στην πολιτιστική πύλη 93 Εικόνα 52: Σχηµατική αναπαράσταση δοµής (layout) της γραφικής διεπαφής της σηµασιολογικής πύλης 94 Εικόνα 53: Στιγµιότυπο πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της πολιτισµικής πύλης 94 Εικόνα 54: Εύρεση στιγµιοτύπων όλων των εµπλεκόµενων κατά την πλοήγηση κλάσεων στη σηµασιολογική πύλη 96 Εικόνα 55: Πλήρης περιγραφή ενός συγκεκριµένου πόρου της πολιτιστικής πύλης 97 Εικόνα 56: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από συνθήκες φιλτραρίσµατος 98 Εικόνα 57: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από αναζήτηση πλήρους κειµένου στη σηµασιολογική πύλη 99 Εικόνα 58: Μοντελοποίηση της πληροφορίας του σχήµατος από java κλάσεις 105 Εικόνα 59: Αφαιρετικός τύπος δεδοµένων κατασκευής τριπλετών 106 Εικόνα 60: Αλγόριθµος κατασκευής τριπλετών 110 Εικόνα 61: Ρυθµίσεις προσαρµογής σηµασιολογικών όψεων 112 Εικόνα 62: Ρυθµίσεις προσαρµογής για έναν χρήστη µε βάση την καλλιτεχνική υπόσταση των πόρων 113 Εικόνα 63: Ρυθµίσεις προσαρµογής για έναν χρήστη µε βάση την διαχειριστική υπόσταση των πόρων 114 Εικόνα 64: Ρυθµίσεις προσαρµογής για τους µη εγγεγραµµένους χρήστες της πύλης 115 Εικόνα 65: Γενική εικόνα αρχιτεκτονικής του συστήµατος 117 Εικόνα 66: Παράδειγµα υλοποίησης servlet 119 Εικόνα 67: Απεικόνιση του αποτελέσµατος ενός servlet µέσα από έναν φυλλοµετρητή παγκόσµιου ιστού 119 Εικόνα 68: Παράδειγµα υλοποίησης σε JSP 120 Εικόνα 69: Υλοποίηση ενός νέου portlet στο Jetspeed 121 Εικόνα 70: Εγγραφές στο αρχείο portlet registry 122 Εικόνα 72: Καταγραφή των επιθυµητών portlets των χρηστών στο αρχείου PSML 124 Εικόνα 73 : Οι συναρµολογητές (assemblers )του Turbine 125 Εικόνα 74: Υπολογισµός του περιεχοµένου των portlets από το συναρµολογητή Screen 126 Εικόνα 75: Αποτέλεσµα σύνθεσης µιας σελίδας στο Jetspeed από τους κατάλληλους συναρµολογητές screen και navigation 127 Εικόνα 76: H ροή εργασιών που απαιτείται για τη σύνθεση µιας σελίδας στο περιβάλλον Jetspeed _127 Εικόνα 77 : ήλωση του servlet CWInitServlet στο αρχείο web.xml 129 Εικόνα 78 : ιάγραµµα ροής υπολογισµού της σηµασιολογίας των RDF σχηµάτων περιγραφής 130 Εικόνα 79 : Σχηµατική αναπαράσταση των αντικειµένων που περιέχει η στοίβα 131 Εικόνα 80: Καταχώρηση ενός από τα υλοποιηµένα portlets του συστήµατος στο µητρώο καταχώρησης portlet 133 Εικόνα 81: Αλληλεπίδραση των διάφορων συνιστωσών του συστήµατος κατά την αλληλεπίδραση του χρήστη µε τη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης 134

17 Κατάλογος Πινάκων Πίνακας 1: Γενικά χαρακτηριστικά πυλών διαδικτύου 24 Πίνακας 2: Επιθυµητά χαρακτηριστικά των σηµασιολογικών πυλών 46 Πίνακας 3: Γενικά πλεονεκτήµατα της τεχνολογίας των portlets 51 Πίνακας 4: Γενικά χαρακτηριστικά των διεπαφών χρήσης σε συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που µελετήθηκαν 63 Πίνακας 5: Αξιολόγηση των γραφικών διεπαφών συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που µελετήθηκαν 64 Πίνακας 6: Γενικά χαρακτηριστικά συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών 87 Πίνακας 7: Αξιολόγηση των συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών 88 Πίνακας 8: Επιλογή µιας κλάσης σαν σηµείο εισόδου στην πύλη 100 Πίνακας 9: Πλοήγηση σε συσχετιζόµενες έννοιες της πύλης 100 Πίνακας 10: Πλοήγηση σε εξειδικευµένες κλάσεις 101 Πίνακας 11: Μετάβαση σε προηγούµενο βήµα πλοήγησης 102 Πίνακας 12: Πλοήγηση σε πολλαπλά µονοπάτια 102 Πίνακας 13: Πλοήγηση σε συσχετιζόµενες κλάσεις διαφορετικών µονοπατιών 103 Πίνακας 14: Πλοήγηση σε εξειδικευµένες ιδιότητες 103 Πίνακας 15: ιαµόρφωση τριπλετών από την επιλογή µιας κλάσης σαν σηµείο εισόδου στην πύλη 107 Πίνακας 16: ιαµόρφωση τριπλετών από την πλοήγηση σε συσχετιζόµενες έννοιες 107 Πίνακας 17: ιαµόρφωση τριπλετών από την πλοήγηση σε εξειδικευµένα σύνολα πληροφοριών της πύλης 107 Πίνακας 18: ιαµόρφωση τριπλετών κατά την πλοήγηση σε διαφορετικά µονοπάτια πλοήγησης 108 Πίνακας 19: ιαµόρφωση τριπλετών κατά την πλοήγηση σε συσχετιζόµενες κλάσεις σε διαφορετικά µονοπάτια πλοήγησης 108 Πίνακας 20: Συγκριτικός πίνακας των χαρακτηριστικών της Γεννήτριας Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών (SWPG) µε άλλα παρόµοια συστήµατα 116 Πίνακας 21: Κλάσεις που χρησιµεύουν για τον υπολογισµό της σηµασιολογίας της πληροφορίας σε επίπεδο σχήµατος. 132

18

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή 1.1 Πλαίσιο εργασίας H αύξηση του αριθµού των χρηστών και κατά επέκταση η διόγκωση της διακινούµενης πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό, κάνει επιτακτική την ανάγκη για την ανάπτυξη αποτελεσµατικών µεθόδων πρόσβασης σε επιθυµητά σύνολα πληροφοριών. Έτσι, η απαίτηση για ολοκληρωµένη και ενοποιηµένη πρόσβαση σε συλλογές πληροφοριών και εφαρµογών, έχει ανάγει σήµερα τις διαδικτυακές πύλες (Web portals) σε κοµβικά σηµεία πλοήγησης και εύρεσης χρήσιµων πληροφοριών. Οι πύλες προσφέρουν µια πλούσια οργάνωση στις διαθέσιµες πληροφορίες τους και τις παρουσιάζουν µε έναν τρόπο προσωποποιηµένο και επικεντρωµένο στις ιδιαίτερες προτιµήσεις των χρηστών τους. Παράλληλα, πολλές διαδικτυακές πύλες παρέχουν τη δυνατότητα ρύθµισης προσαρµογής του συνόλου των πληροφοριών που διαθέτουν, επιτρέποντας στους ίδιους τους χρήστες να καθορίζουν τις θεµατικές ενότητες στων οποίων τις πληροφορίες επιθυµούν να έχουν πρόσβαση. Η διαχείριση όµως πληροφοριών σε σύγχρονες εφαρµογές όπως διαµεσολαβητές πληροφοριών (σηµασιολογικές πύλες διαδικτύου, ψηφιακά µουσεία και βιβλιοθήκες), εφαρµογές ηλεκτρονικού εµπορίου (δικτυακοί τόποι ηλεκτρονικών αγορών και πωλήσεων), εφαρµογές ηλεκτρονικής µάθησης εξ αποστάσεων ή πλέγµατα γνώσης (knowledge grids), απαιτεί αυτοµατοποιηµένους τρόπους εύρεσης, συλλογής και παρουσίασης της διακινούµενης πληροφορίας. Ο Σηµασιολογικός Ιστός (Semantic Web), στοχεύει στην επίτευξη µιας καλύτερης διαλειτουργικότητας ανάµεσα σε εφαρµογές και πληροφορίες, ώστε οι διάφορες υπηρεσίες του διαδικτύου να ικανοποιούν τις ανάγκες των χρηστών µε έναν πιο αυτοµατοποιηµένο τρόπο. Όπως ο σηµασιολογικός ιστός αποτελεί τη «νέα γενιά του παγκόσµιου ιστού», έτσι και οι σηµασιολογικές πύλες αποτελούν την «νέα γενιά των διαδικτυακών πυλών». Οι γραφικές διεπαφές των Σηµασιολογικών πυλών, θα πρέπει να λαµβάνουν 15

20 υπόψη τους την πλούσια σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας και να την αξιοποιούν για να παρέχουν πιο αποτελεσµατικούς τρόπους πρόσβασης. Μέσα στην «νέα γενιά των διαδικτυακών Πυλών», αυτή των Σηµασιολογικών Πυλών διαδικτύου, η πλοήγηση των χρηστών θα γίνεται βασισµένη στις διάφορες έννοιες και τις συσχετίσεις µεταξύ τους, ακολουθώντας όχι απλά υπερσυνδέσµους όπως στον συµβατικό ιστό, αλλά υπερσυνδέσµους µε σηµασιολογικό χαρακτήρα οι οποίοι εκφράζουν την εννοιολογική συσχέτιση µεταξύ των διάφορων πληροφοριών. Η χρήση σηµασιολογικών γλωσσών επερώτησης µέσα από τις γραφικές διεπαφές των Σηµασιολογικών Πυλών, δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες για πρόσβαση σε επιθυµητά σύνολα της διαθέσιµης πληροφορίας που προκύπτουν από τη δηµιουργία σηµασιολογικών επερωτήσεων. Τα σύνολα αυτά αποτελούν διαφορετικές όψεις πάνω στη διακινούµενη πληροφορία της πύλης. Μέσα από τη ρύθµιση προσαρµογής των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων, κάθε χρήστης µπορεί να προσαρµόσει το σύνολο της προσβάσιµης πληροφορίας στα ιδιαίτερα ενδιαφέροντά του. Έτσι, η συναρµολογισιµότητα της πληροφορίας αξιοποιείται από τη σηµασιολογική πύλη ώστε η πρόσβαση στις πληροφορίες της να γίνεται µε έναν τρόπο εναρµονισµένο στα εκάστοτε κριτήρια πλοήγησης των χρηστών. 1.2 Συνεισφορά εργασίας Η συνεισφορά της συγκεκριµένης µεταπτυχιακής εργασίας είναι η υλοποίηση µιας ολοκληρωµένης πλατφόρµας ανάπτυξης και διαχείρισης σηµασιολογικών πυλών για το διαδίκτυο, ανεξάρτητα από το εκάστοτε πεδίο εφαρµογής. Η γενικότητα της προσέγγισης αυτής έγκειται στην παροχή υψηλού επιπέδου µηχανισµών πρόσβασης στους διαθέσιµους πληροφοριακούς πόρους µε τη χρήση σηµασιολογικών γλωσσών όπως η RQL µέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος, σύµφωνα µε το µοντέλο RDF/S. Έτσι, µέσα από τη Γεννήτρια Σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου (Semantic Web portal Generator), κατασκευάζονται δυναµικά RQL επερωτήσεις µε έναν διαφανή προς το χρήστη τρόπο- οι οποίες υπολογίζουν τους πληροφοριακούς πόρους που αντιστοιχούν στα διάφορα µονοπάτια πλοήγησης του χρήστη στο σχήµα. Αξιοποιώντας την τεχνολογία των portlets, τα οποία είναι γραφικά επαναχρησιµοποιήσιµα δοµικά συστατικά της πύλης, η Γεννήτρια SWPG επιτρέπει την ρύθµιση προσαρµογής των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων, ώστε 16

21 η πλοήγηση και το φιλτράρισµα της πληροφορίας στη διακινούµενη πληροφορία να γίνεται µε έναν προσωποποιηµένο τρόπο για κάθε χρήστη. Παράλληλα, το ανοιχτού λογισµικού πλαίσιο ανάπτυξης πυλών βασισµένο στην τεχνολογία των portlets Jakarta Jetspeed, στο οποίο βασίζεται η Γεννήτρια SWPG, προσφέρει τη δυνατότητα ανάπτυξης νέων portlets µέσα από µια κατάλληλη προγραµµατιστική διεπαφή (portlet API), µε σκοπό τον εµπλουτισµό της λειτουργικότητας της σηµασιολογικής πύλης. Συνοψίζοντας, η συνεισφορά της παρούσας µεταπτυχιακής εργασίας είναι: 1. Η ανάπτυξη µιας Γεννήτριας Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών, ανεξάρτητα από το εκάστοτε πεδίο εφαρµογής. Η προσέγγιση αυτή στηρίζεται στους υψηλού επιπέδου µηχανισµούς πρόσβασης στη διακινούµενη πληροφορία µέσα από την κατασκευή δυναµικά παραγόµενων σηµασιολογικών όψεων κατά την πλοήγηση στο σχήµα χρησιµοποιώντας έναν ολοκληρωµένο αλγόριθµο κατασκευής RQL επερωτήσεων µε βάση τα βήµατα πλοήγησης του χρήστη. 2. Η αξιοποίηση της τεχνολογίας των portlets για την πρόσβαση σε επιθυµητές σηµασιολογικές όψεις απεικονίζοντάς τες γραφικά ως portlets. Κάθε χρήστης της πύλης µπορεί να ρυθµίσει τα portlets που επιθυµεί, ώστε να έχει πρόσβαση σε σύνολα πληροφοριών ανάλογα µε τα ενδιαφέροντά του. Με την αξιοποίηση της τεχνολογίας των portlets δίνεται η δυνατότητα εµπλουτισµού της λειτουργικότητας της σηµασιολογικής πύλης µέσα από πρότυπες προγραµµατιστικές διεπαφές. 1.3 Οργάνωση της εργασίας Η οργάνωση της συγκεκριµένης µεταπτυχιακής εργασίας έχει ως εξής: Στο κεφάλαιο 2 αρχικά µελετάµε τα χαρακτηριστικά των διαδικτυακών πυλών και τις κυριότερες κατηγορίες τους. Στη συνέχεια αναλύουµε τα πλεονεκτήµατα που επιφέρει η πρόσβαση σε επιθυµητά σύνολα πληροφοριών σε σηµασιολογικά οργανωµένα συστήµατα Σηµασιολογικών πυλών. Τέλος, αναλύουµε την τεχνολογία των portlets για τη ρύθµιση προσαρµογής των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων από τους ίδιους τους χρήστες της πύλης. Στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται γραφικές διεπαφές από συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων αλλά και γραφικές διεπαφές συστηµάτων όπου η διακινούµενη 17

22 πληροφορία τους είναι οργανωµένη σύµφωνα µε γλώσσες περιγραφών του Σηµασιολογικού Ιστού. Μέσα από τη µελέτη των χαρακτηριστικών των συστηµάτων αυτών προκύπτουν τα απαραίτητα συγκριτικά συµπεράσµατα στα οποία στηρίζεται η ανάπτυξη της παρούσας µεταπτυχιακής εργασίας. Στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η δική µας πρόταση για την ανάπτυξη σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου, η οποία αποτελεί ουσιαστικά µια Γεννήτρια Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου (Semantic Web Portal Generator- SWPG). Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική του συστήµατος µας, όπου αρχικά αναλύονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά από τα διάφορα µέρη λογισµικού του συστήµατος, καθώς και ο τρόπος αξιοποίησής τους για την ανάπτυξη σηµασιολογικών πυλών µέσα από το σύστηµα SWPG. Το κεφάλαιο 6 κλείνει τη συγκεκριµένη µεταπτυχιακή εργασία, ανακεφαλαιώνοντας την προσφορά της και αναφέρει κατευθύνσεις για µελλοντική έρευνα. 18

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Πύλες Παγκοσµίου Ιστού 2.1 ιαδικτυακές Πύλες Η εξάπλωση του παγκόσµιου ιστού ως µέσο διάδοσης παντός τύπου πληροφοριών είναι τα τελευταία χρόνια ραγδαία. Σύµφωνα µε σχετικές µελέτες [CASLON], ο αριθµός των χρηστών µέσα στον παγκόσµιο ιστό ανερχόταν για το έτος 1999 γύρω στα διακόσια σαράντα εκατοµµύρια, µε την συνολικά διαθέσιµη πληροφορία γύρω στα 2.1 δισεκατοµµύρια σελίδες. Το έτος 2003, ο αριθµός των χρηστών εκτοξεύτηκε στα εξακόσια δύο εκατοµµύρια, µε την διαθέσιµη πληροφορία γύρω στα δεκαέξι δισεκατοµµύρια σελίδες. Αυτή όµως η εξάπλωση των χρηστών και κατά επέκταση η αύξηση της διακινούµενης πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό, έκανε επιτακτική την ανάγκη για την ανάπτυξη αποτελεσµατικών µεθόδων πρόσβασης σε επιθυµητά σύνολα πληροφοριών. Έως και σήµερα, ειδικά προγράµµατα γνωστά και ως µηχανές αναζήτησης (Yahoo! 1, Excite 2, AOL 3, MSN 4 και άλλες) αναλαµβάνουν την εύρεση επιθυµητών πληροφοριών µέσα από την εισαγωγή λέξεων- κλειδιών (keywords) σε φόρµες αναζήτησης των γραφικών διεπαφών που διαθέτουν. Εφαρµόζοντας κατάλληλους αλγόριθµους ευρετηριασµού (indexing), οι µηχανές αναζήτησης υπολογίζουν σχετικές σελίδες που ταιριάζουν µε τις λέξεις κλειδιά που εισάγει κάθε φορά ο χρήστης. Όµως, το ποσοστό της προσβάσιµης µε αυτό τον τρόπο πληροφορίας είναι σύµφωνα µε µελέτες [CVPD] πεντακόσιες µε εξακόσιες φορές λιγότερο από την συνολική πληροφορία του παγκόσµιου ιστού. Έτσι, η πλοήγηση του χρήστη περιορίζεται στον «επιφανειακό ιστό», αφήνοντας αναξιοποίητο ένα µεγάλο όγκο πληροφοριών καταχωρηµένο κυρίως σε διάφορες βάσεις δεδοµένων, γνωστός και ως «βαθύς παγκόσµιος ιστός» (deep Web)

24 Με στόχο µια πιο αποτελεσµατική πρόσβαση στην διαθέσιµη πληροφορία, οι µηχανές αναζήτησης εξελίχτηκαν σταδιακά στις επονοµαζόµενες πύλες του παγκόσµιου ιστού (Web portals). Κύριο γνώρισµα των διαδικτυακών πυλών είναι η πλούσια οργάνωση της πληροφορίας που διακινούν. Οι διαθέσιµες πληροφορίες βρίσκονται κατηγοριοποιηµένες κάτω από θεµατικούς καταλόγους, ενώ εξειδικευµένες πληροφορίες ταξινοµούνται σε υποενότητες των καταλόγων αυτών. Ένα παράδειγµα δικτυακής πύλης µε πλούσια οργάνωση στην πληροφορία που διακινεί, είναι το Yahoo!. Πέρα από την εύρεση της πληροφορίας µε την εισαγωγή λέξεων κλειδιών, η πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες γίνεται ακολουθώντας κατάλληλους υπερσυνδέσµους ανάµεσα στις θεµατικές ενότητες στις οποίες είναι κατηγοριοποιηµένες οι διάφορες πληροφορίες της πύλης (εικόνα 1). Εικόνα 1: Οργάνωση της πληροφορίας σε θεµατικούς καταλόγους στην διαδικτυακή πύλη Yahoo! Παράλληλα, πολλές διαδικτυακές πύλες λαµβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τις προτιµήσεις των χρηστών τους, ώστε η πλοήγηση στις διάφορες πληροφορίες τους να γίνεται µε έναν τρόπο προσωποποιηµένο. Κάθε χρήστης µέσα στην πύλη είναι µια διακριτή «οντότητα» και το σύνολο της διαθέσιµης πληροφορίας στο οποίο πλοηγείται «φιλτράρεται» µε βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε χρήστη. 20

25 Συνοψίζοντας, η απαίτηση για ενοποιηµένη πρόσβαση σε πληροφορίες και εφαρµογές µε έναν πλούσιο οργανωµένο τρόπο έχει ανάγει τις πύλες του παγκόσµιου ιστού σε κοµβικά σηµεία προσωποποιηµένης πλοήγησης και αναζήτησης επιθυµητών πληροφοριών. Μια σύγχρονη πύλη στον παγκόσµιο οστό είναι λοιπόν: Ένα πλούσια οργανωµένο κοµβικό σηµείο ολοκληρωµένης και προσωποποιηµένης πρόσβασης σε πληροφορίες και εφαρµογές[wr]. Αν και κάθε δικτυακή πύλη διαφέρει από τις υπόλοιπες πύλες στον τρόπο διαχείρισης και παρουσίασης της πληροφορίας, εντούτοις στο σύνολο τους οι δικτυακές πύλες διαµοιράζονται κάποια κοινά χαρακτηριστικά τα οποία είναι [CW], [MHNTGS]: Η πλούσια οργάνωση στις διαθέσιµες πληροφορίες και εφαρµογές της διαδικτυακής πύλης. Η διαδικτυακή πύλη αποτελεί κοµβικό σηµείο συλλογής πληροφοριών και υπηρεσιών, οι οποίες συλλέγονται από πιθανώς διάφορα µέρη του παγκόσµιου ιστού και παρέχει πρόσβαση σε πληροφορίες µε πιθανώς διαφορετικά χαρακτηριστικά µεταξύ τους, όπως πληροφορίες από ποικίλες βάσεις δεδοµένων, έγγραφα µε διαφορετικά χαρακτηριστικά (XML [BPMM], RDF [LOSR]) και άλλα. Για την αποτελεσµατικότερη πρόσβαση σε όλο αυτό τον όγκο των πληροφοριών, η πύλη οργανώνει την διαθέσιµη πληροφορία της µε έναν πλούσιο τρόπο, µέσα από την ταξινόµηση και κατηγοριοποίηση κοινών πληροφοριών σε θεµατικές ενότητες. Η πλούσια οργάνωση αυτή της διαθέσιµης πληροφορίας, αξιοποιείται από τη γραφική διεπαφή της διαδικτυακής πύλης ώστε η εύρεση επιθυµητών πληροφοριών από τους χρήστες να γίνεται µε τον πιο αποτελεσµατικό τρόπο. Έτσι για παράδειγµα, στην γραφική διεπαφή της πύλης Yahoo! που δόθηκε παραπάνω (βλέπε εικόνα 1) απεικονίζονται οι ετικέτες των θεµατικών ενοτήτων στις οποίες είναι οργανωµένη η διαθέσιµη πληροφορία, και µέσα από υπερσυνδέσµους η πύλη παρέχει πρόσβαση σε πληροφορίες περαιτέρω εξειδικευµένες οι οποίες είναι κατηγοριοποιηµένες κάτω από αντίστοιχες υποενότητες. Η πιστοποίηση της ταυτότητας του κάθε χρήστη και η εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διάφορες πληροφορίες της πύλης. Η πύλη παρέχει τους κατάλληλους µηχανισµούς εξουσιοδοτηµένης πρόσβασης και πιστοποίησης της ταυτότητας του χρήστη. Ανάλογα µε την ταυτότητά του καθορίζεται και το επιτρεπτό σύνολο ενεργειών που αναλογεί σε κάθε χρήστη. Μέσα από την 21

26 πιστοποίηση της ταυτότητας του χρήστη, δίνεται πρόσβαση στην διαθέσιµη πληροφορία της πύλης, χωρίς ο χρήστης να είναι αναγκασµένος να χρειάζεται να πιστοποιεί κάθε φορά την ταυτότητά του (single sign on). Η προσωποποιηµένη πρόσβαση στην πληροφορία της πύλης (personalization). Προσωποποίηση είναι η δυνατότητα παροχής πληροφορίας µε διαφορετικό τρόπο παρουσίασης ή / και περιεχόµενο για κάθε χρήστη. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη συλλογή και ανάλυση πληροφοριών σχετικά µε τους επισκέπτες της δικτυακής πύλης ώστε µε βάση τις πληροφορίες αυτές η πύλη να παρέχει σε κάθε χρήστη το σύνολο των πληροφοριών που επιθυµεί [MAFP]. Η προσωποποιηµένη πρόσβαση στις πληροφορίες της πύλης κάνει την πλοήγηση του χρήστη πιο αποτελεσµατική, παρέχοντας στον κάθε χρήστη ένα πιο στενό και επικεντρωµένο στις ανάγκες του εύρος πληροφοριών. Για τη συλλογή και ανάλυση των προσωπικών πληροφοριών κάθε χρήστη, χρησιµοποιούνται συνήθως οι εξής τρόποι: o Ρητή συλλογή προσωπικών δεδοµένων: Οι χρήστες εισάγουν τα προσωπικά τους στοιχεία στην πύλη, και στη συνέχεια κατάλληλοι µηχανισµοί αναλύουν τα στοιχεία αυτά και παρέχουν πρόσβαση σε πληροφορίες που «ταιριάζουν» στις προτιµήσεις του κάθε χρήστη. o Αυτοµατοποιηµένη συλλογή προσωπικών δεδοµένων: Από τη µελέτη της συµπεριφοράς των χρηστών κατά την πλοήγηση- δηλαδή τη συχνότητα επίσκεψης κάθε σελίδας (clickstreams)- βρίσκονται οι περισσότερο επιθυµητές κατηγορίες πληροφοριών για το συγκεκριµένο χρήστη. Παράλληλα, πολλές δικτυακές πύλες δίνουν τη δυνατότητα ρύθµισης προσαρµογής του περιεχοµένου των πληροφοριών στο επιθυµεί κάθε χρήστης να έχει πρόσβαση. Οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα επιλογής των θεµατικών ενοτήτων στις οποίες είναι οργανωµένη η διαθέσιµη πληροφορία, αλλάζοντας ταυτόχρονα τόσο τη σειρά εµφάνισής τους όσο και του τρόπου εµφάνισης της πληροφορίας µέσα από τυποποιηµένα σύνολα γραφικών ιδιοτήτων (skins). Η εικόνα 2 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο ρύθµισης προσαρµογής του προσβάσιµου συνόλου πληροφοριών µέσα από τη γραφική διεπαφή της διαδικτυακής πύλης Yahoo!. 22

27 Εικόνα 2: Ρύθµιση προσαρµογής του περιεχοµένου πληροφοριών στη διαδικτυακή πύλη Yahoo! Η δυνατότητα ανταλλαγής πληροφοριών ανάµεσα στους χρήστες της πύλης, καθώς συνεργασία µεταξύ των χρηστών (collaboration), προσφέροντας υπηρεσίες όπως: o υνατότητα ανταλλαγής . o υνατότητα συµµετοχής σε συζητήσεις και ειδικά µέρη διακίνησης ιδεών (forums), µε θέµατα που ενδιαφέρουν τα µέλη που απαρτίζουν την πύλη. o υνατότητα για ανταλλαγή ιδεών µέσα από ειδικά chat προγράµµατα που θα βελτιώνουν σηµαντικά την αλληλεπίδραση των χρηστών σε πραγµατικό χρόνο. Ο πίνακας 1 συνοψίζει τα γενικά χαρακτηριστικά των δικτυακών πυλών. 23

28 Πλούσια οργάνωση στις διαθέσιµες πληροφορίες και εφαρµογές Πιστοποίηση της ταυτότητας του κάθε χρήστη και εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες Προσωποποιηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες Η πύλη συλλέγει πληροφορίες: Από διάφορα µέρη του παγκόσµιου ιστού. Από ποικίλες βάσεις δεδοµένων. Με διαφορετικά χαρακτηριστικά µεταξύ τους (έγγραφα XML, RDF και άλλα) και τις οργανώνει µε έναν πλούσιο τρόπο µε στόχο να παρέχει πιο αποτελεσµατικούς µηχανισµούς πρόσβασης στην διαθέσιµη πληροφορία της Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στην διαθέσιµη πληροφορία µέσα από την πιστοποίηση της ταυτότητας του χρήστη. Πρόσβαση στο σύνολο των πληροφοριών µε µοναδική πιστοποίηση ταυτότητας (Single Sign On). Προσωποποιηµένη πρόσβαση µέσα από: Ρητή συλλογή προσωπικών στοιχείων. Μελέτη της συµπεριφοράς του χρήστη κατά την πλοήγηση( clickstreams). Ρύθµιση προσαρµογής των θεµατικών ενοτήτων στις οποίες γίνεται η πλοήγηση. Ανταλλαγή υνατότητα συνεργασίας Συµµετοχή σε forums. µεταξύ των χρηστών υνατότητα chat. Πίνακας 1: Γενικά χαρακτηριστικά πυλών διαδικτύου 2.2 Κυριότερες κατηγορίες Πυλών διαδικτύου Αν και οι περισσότερες πύλες έχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά, εντούτοις κάθε µια απευθύνεται σε κοινότητες χρηστών µε πιθανώς διαφορετικά ενδιαφέροντα. Έτσι, οι διαδικτυακές πύλες διακρίνονται στις εξής γενικές κατηγορίες [PC]: o Πύλες γενικού ενδιαφέροντος (Public, Mega Portals). Πρόκειται για πύλες που έχουν επικεντρώσει το ενδιαφέρον τους στη δηµιουργία µεγάλου εύρους κοινού, παρέχοντας γενικές υπηρεσίες που ενδιαφέρουν γενικά τον κάθε άνθρωπο κατά την πλοήγησή του στον παγκόσµιο ιστό. Οι πύλες αυτές παρέχουν τις διάφορες υπηρεσίες τους µε τρόπο πρωτίστως ελκυστικό. Ειδήσεις, σχολιασµός της επικαιρότητας, πρόγνωση καιρού και πληροφορίες για ένα ευρέως φάσµα της κοινωνικής ζωής είναι µερικά από τα βασικότερα στοιχεία που βρίσκει κανείς στις πύλες κοινού. Οι πιο γνωστές από αυτές είναι η AOL, Excite, Yahoo! και άλλες. o Πύλες ειδικού ενδιαφέροντος (vertical portals, vortals). Σε αντίθεση µε τις προηγούµενες, οι πύλες ειδικού ενδιαφέροντος επικεντρώνουν το ενδιαφέρον τους σε εξειδικευµένη πληροφορία, που αφορά χρήστες µε συγκεκριµένες απαιτήσεις και ενδιαφέροντα. Οι πύλες αυτές ασχολούνται και αναλύουν εις βάθος ένα συγκεκριµένο θέµα, και παρέχουν πληροφορίες που ένας χρήστης 24

29 δεν είναι δυνατό να βρει σε µια πύλη γενικού ενδιαφέροντος. Παραδείγµατα τέτοιων πυλών η διαδικτυακή πύλη Greece Hotel Portal 5 µε πληροφορίες σχετικές µε ξενοδοχεία στην Ελλάδα, η διαδικτυακή πύλη ivillage 6 µε οτιδήποτε µπορεί να ενδιαφέρει µια οικογένεια και άλλες. o Πύλες γνώσεις (knowledge Portals). Πρόκειται για πύλες διαχείρισης πληροφοριών, όπου δίνεται έµφαση στην συλλογή, ανάλυση, δηµιουργία, και σύνθεση της πληροφορίας µέσα σε κοινότητες χρηστών (εταιρικές, επιστηµονικές, κυβερνητικές, και άλλες). Κύριες λειτουργίες τους είναι η οργάνωση της πληροφορίας σε καταλόγους γνώσεις, η συλλογή κατανεµηµένης πληροφορίας και η δεικτοποίησή της. Παράδειγµα τέτοιας διαδικτυακής πύλης είναι το KPortal 7 της ΙΒΜ. o Πύλες ηλεκτρονικού εµπορίου (e-business, External Portals). Πρόκειται για πύλες που οι λειτουργίες τους στοχεύουν είτε σε µια πιο αποτελεσµατική επικοινωνία των επιχειρήσεων και πελατών τους (B2C - Business to Customer) - οπότε επικεντρώνονται σε λειτουργίες όπως ηλεκτρονικές παραγγελίες και ηλεκτρονικές αγορές προϊόντων µέσα από την διαδικτυακή πύλη- είτε στην πιο αποτελεσµατική επικοινωνία της επιχείρησης και άλλων συνεταιρικών επιχειρήσεων (B2B - Business to Business). Στην κατηγορία των πυλών ηλεκτρονικού εµπορίου ανήκουν και πύλες συγκριτικών ηλεκτρονικών αγορών (e-marketplaces), όπου αγοραστές και πωλητές διαπραγµατεύονται συναλλαγές διαφόρων προϊόντων µέσα από την διαδικτυακή πύλη. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν διαδικτυακές πύλες όπως το ebay 8, το CommerceOne 9 και άλλες. o Πληροφοριακές πύλες επιχειρήσεων (Enterprise Information Portals), γνωστές και ως business to employees (B2E). Οι πύλες αυτές έχουν ως σκοπό την συγκέντρωση και διαχείριση πληροφοριών που αφορούν µια επιχείρηση, µε σκοπό την καλύτερη οργάνωση και την αποδοτικότερη λειτουργία της. Είναι εφαρµογές που επιτρέπουν στις επιχειρήσεις να «ξεκλειδώσουν» πληροφορία που βρίσκεται εσωτερικά καταχωρηµένη σε αυτήν, προσφέροντας σε

30 υπάλληλους, συνέταιρους της εταιρείας και πελάτες ενοποιηµένη και προσωποποιηµένη πρόσβαση σε σχετικές πληροφορίες. Πολλοί οίκοι λογισµικού δραστηριοποιούνται στην ανάπτυξη πληροφοριακών πυλών επιχειρήσεων, προσφέροντας έτοιµες πλατφόρµες µε τις οποίες γίνεται η ανάπτυξη µιας δικτυακής πύλης µε τα συγκεκριµένα χαρακτηριστικά που επιθυµεί να προσδώσει κάθε εταιρεία. Τέτοιες πλατφόρµες ανάπτυξης πληροφοριακών πυλών επιχειρήσεων είναι το Enterprise Information Portal της IBM 10, το Enterprise Information Portal της Hummingbird 11, ο WebLogic Entrprise Platform της ΒΕΑ 12, o Oracle Portal server 13 και άλλοι. 2.3 Σηµασιολογικές Πύλες Παγκοσµίου Ιστού Ο Παγκόσµιος Ιστός (World Wide Web) αποτελεί πλέον στην εποχή µας ένα βασικό µέσο επικοινωνίας και µεταφοράς γνώσεων και πληροφοριών. Αν το πρώτο βήµα προς την εξάπλωση του παγκόσµιου ιστού ήταν η τεχνολογική εξέλιξη των δικτύων που επέφερε την ταχύτατη και εύκολη µεταφορά οποιασδήποτε πληροφορίας από τον ένα υπολογιστή στον άλλο, η εδραίωση της γλώσσας υποµνηµατισµού html (hypertext markup language) [RHJ] ως η γλώσσα αναπαράστασης της πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό, αποτέλεσε τον «κοινό κώδικα επικοινωνίας» όλης αυτής της διακινούµενης πληροφορίας. Η html είναι απλή, εύκολη στη χρήση της και ανθρωπίνως αναγνώσιµη, αφού µια σελίδα γραµµένη σε html είναι απλά ένα έγγραφο γραµµένο σε έναν οποιοδήποτε επεξεργαστή κειµένου. Ειδικές σηµάνσεις (tags) ερµηνεύουν τον τρόπο παρουσίασης της πληροφορίας, «µαρκάροντάς» την µε την ανάλογη σήµανση. Κατάλληλες εφαρµογές µε το όνοµα φυλλοµετρητές του παγκόσµιου ιστού (Web browsers), «αποκωδικοποιούν» την html πληροφορία και την αναπαριστούν µε τον κατάλληλο τρόπο στην οθόνη του υπολογιστή κάθε χρήστη

31 Έτσι, ο φυλλοµετρητής ενεργεί σαν µια οµοιόµορφη γραφική διεπαφή, µέσα από την οποία δίνεται πρόσβαση σε πληροφορίες που διακινούνται στον παγκόσµιο ιστό. Υπερσύνδεσµοι (hyperlinks) συνδέουν τις σελίδες µεταξύ τους, δηµιουργώντας ένα γιγάντιο δίκτυο πληροφοριών (εικόνα 3). Ακολουθώντας τους διάφορους υπερσυνδέσµους, κάθε χρήστης έχει πρόσβαση σε κάθε είδους πληροφορία διακινείται στον παγκόσµιο ιστό, µέσα από τον φυλλοµετρητή του. Εικόνα 3: Ο Παγκόσµιος ιστός (World Wide Web) Η γλώσσα XML Αν και η γλώσσα html είναι επαρκής για την διαχείριση, διακίνηση και απεικόνιση κάθε είδους πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό, σε σύγχρονες εφαρµογές, όπως διαµεσολαβητές πληροφοριών (σηµασιολογικές πύλες διαδικτύου, ψηφιακά µουσεία και βιβλιοθήκες), εφαρµογές ηλεκτρονικού εµπορίου (δικτυακοί τόποι ηλεκτρονικών αγορών και πωλήσεων), εφαρµογές ηλεκτρονικής µάθησης εξ αποστάσεων ή πλέγµατα γνώσης (knowledge grids), χρειάζεται ένας περισσότερο αυτοµατοποιηµένος τρόπος εύρεσης, ανάλυσης, συλλογής και παρουσίασης της διακινούµενης πληροφορίας. Ένα νέο πρότυπο, αυτό της XML (extensible Markup Language) [BPMM], επιτρέπει τον διαχωρισµό µεταξύ του τρόπου εµφάνισης της πληροφορίας και της ερµηνείας που δίνεται στην πληροφορία αυτή. Η XML έχει «κληρονοµήσει» τα θετικά της html: Είναι απλή, εύκολη στην ανάγνωση και στην γραφή της, καθολικά αποδεκτή και αξιοποιήσιµη από κάθε υπολογιστή συνδεδεµένο στο διαδίκτυο. Όµως, η XML είναι πολύ περισσότερα από αυτά. Στην XML δίνεται η δυνατότητα ορισµού σηµάνσεων από τον ίδιο το χρήστη ώστε να αποδίδεται στην 27

32 διακινούµενη πληροφορία η επιθυµητή σηµασιολογία. Στην εικόνα 4 βλέπουµε ένα παράδειγµα αναπαράστασης πληροφορίας σε XML. Εικόνα 4: Αναπαράσταση πληροφοριών σε µορφή XML Παρατηρούµε ότι η αναπαράσταση της πληροφορίας σε XML δεν περιορίζεται σε ένα σταθερό σύνολο σηµάνσεων, όπως στην html. Αντίθετα, η σήµανση που δίνεται στην πληροφορία δηλώνει και την σηµασιολογία που αυτή έχει κάθε φορά. Έτσι, η XML διαθέτει ευελιξία, αφού αλλάζοντας απλά τις σηµάνσεις δίνεται µια διαφορετική σηµασιολογία στην διακινούµενη πληροφορία, ενώ παράλληλα διαθέτει και επεκτασιµότητα, αφού η σηµασιολογία της πληροφορίας µπορεί να εµπλουτίζεται διαρκώς µε νέες σηµάνσεις. Μια σήµανση σε ένα XML έγγραφο µπορεί να «µαρκάρει» πληροφορία που ενδεχοµένως περιέχει άλλες σηµάνσεις για το «µαρκάρισµα» υποσυνόλων της πληροφορίας αυτής. Έτσι, οι σηµάνσεις σε ένα XML έγγραφο αποτελούν ένα σύνολο από σύνθετα και ατοµικά αντικείµενα και µπορούν να αναπαρασταθούν σε µια δενδρική µορφή, όπου κάθε κόµβος αποτελεί µια σήµανση του XML εγγράφου και τα παιδιά του είναι οι σηµάνσεις που χρησιµοποιούνται από υποσύνολα της πληροφορίας που «µαρκάρεται» από τη συγκεκριµένη σήµανση. Η εικόνα 5 απεικονίζει την δενδρική δοµή της πληροφορίας που αναπαριστάται σε XML στην εικόνα 4. 28

33 Εικόνα 5: ενδρική δοµή των σύνθετων και ατοµικών σηµάνσεων σε ένα έγγραφο µε πληροφορία XML Η εγκυρότητα ενός XML εγγράφου ελέγχεται µε βάση κατάλληλων XML σχηµάτων (XML Schema [XML99]) και ορισµών τύπου εγγράφου (Document Type Definition- DTD), µε βάση των οποίων ελέγχονται συγκεκριµένα κριτήρια εγκυρότητας. Για παράδειγµα, το προηγούµενο XML έγγραφο θα µπορούσε να ελέγχεται ως προς την εγκυρότητά του µε βάση το παρακάτω DTD (εικόνα 6). Εικόνα 6: Ορισµός τύπου εγγράφου Παρά τις αναµφισβήτητα περισσότερες δυνατότητες που προσφέρει η XML σε σύγκριση µε την html, δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί για µια αυτοµατοποιηµένη διαχείριση της πληροφορίας στο διαδίκτυο. Η διαλειτουργικότητα που µπορεί να προσφέρει η XML περιορίζεται από τις διαφορετικές ερµηνείες που µπορεί να δώσει κανείς στην διακινούµενη πληροφορία. Η ανταλλαγή πληροφορίας βασισµένη στην XML προϋποθέτει την εξ αρχής συµφωνία σε θέµατα όπως: o Ποια είναι η ερµηνεία των σηµάνσεων που δίνεται στα XML έγγραφα. o Ποιοι είναι οι ορισµοί τύπων εγγράφου και τα XML Schemata για την εγκυρότητα των εγγράφων. 29

34 o Ποιες είναι οι λειτουργίες στα δεδοµένα. Είναι φανερό, ότι µια τέτοια προσυµφωνία σε θέµατα απόδοσης ερµηνείας που δίνεται στην διακινούµενη πληροφορία δεν µπορεί να γίνει, όταν η πληροφορία διακινείται µέσα στον παγκόσµιο ιστό. Ακόµα και αν επιτευχθεί σε συγκεκριµένο αριθµό µελών που συµµετέχουν στην διακίνηση αυτής της πληροφορίας, κάθε νέο µέλος θα αποδίδει τη δική του ερµηνεία, που πιθανώς θα διαφέρει µε αυτήν που δίνει κάθε άλλο µέλος. Συνεπώς, ασυµφωνίες στην απόδοση ενιαίας ερµηνείας της πληροφορίας που διακινείται, καθιστά την διαλειτουργικότητα µε τη χρήση της XML στο διαδίκτυο αρκετά προβληµατική (εικόνα 7). Εικόνα 7: Η χρήση της XML δεν λύνει τα προβλήµατα διαλειτουργικότητας Ο Σηµασιολογικός Ιστός Μια εναλλακτική προσέγγιση στην µεταφορά, αξιοποίηση και παρουσίαση του περιεχοµένου των πληροφοριών που διακινούνται στο διαδίκτυο προτάθηκε από τον Tim Berners Lee, ιδρυτή του World Wide Consortium (W3C) και του Παγκόσµιου Ιστού, µε το όνοµα Σηµασιολογικός Ιστός (Semantic Web). Σκοπός του Σηµασιολογικού Ιστού είναι η επίτευξη µιας καλύτερης διαλειτουργικότητας ανάµεσα σε εφαρµογές και πληροφορίες, ώστε οι διάφορες υπηρεσίες του διαδικτύου να ικανοποιούν τις ανάγκες των χρηστών µε έναν περισσότερο αυτοµατοποιηµένο τρόπο. Για τον σκοπό αυτό, κάθε είδους πληροφορία στο σηµασιολογικό ιστό εκφράζεται µε έναν πλούσιο σηµασιολογικό τρόπο, ο οποίος είναι όχι µόνο µηχανικά αναγνώσιµος αλλά και µηχανικά κατανοήσιµος και επεξεργάσιµος. 30

35 Μέσα στην «νέα γενιά του παγκόσµιου ιστού», αυτή του Σηµασιολογικού Ιστού, η πλοήγηση στις διάφορες πληροφορίες θα είναι βασισµένη στις διάφορες έννοιες και τις συσχετίσεις µεταξύ τους, ακολουθώντας όχι απλά υπερσυνδέσµους όπως στον συµβατικό ιστό, αλλά υπερσυνδέσµους µε σηµασιολογικό χαρακτήρα οι οποίοι εκφράζουν την εννοιολογική συσχέτιση µεταξύ των διάφορων πληροφοριών (εικόνα 8). Εικόνα 8: Οργάνωση της πληροφορίας στο σηµασιολογικό ιστό Σχήµατα περιγραφών και περιγραφές πόρων Στον Σηµασιολογικό Ιστό η πληροφορία οργανώνεται µε βάση διάφορα σχήµατα περιγραφών και µε κατάλληλες περιγραφές των διάφορων πληροφοριακών πόρων. Τα σχήµατα περιγραφών και οι περιγραφές των πόρων χαρακτηρίζονται µε το όνοµα µεταδεδοµένα της πληροφορίας, δηλαδή «δεδοµένα για τα δεδοµένα». Ο Σηµασιολογικός Ιστός αξιοποιεί αυτή την «πληροφορία της πληροφορίας» και παρέχει πιο αποτελεσµατικούς τρόπους πρόσβασης στις διαθέσιµες πληροφορίες. Η σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας σε σχήµατα περιγραφών έχει ως κύριο γνώρισµα τις διάφορες έννοιες καθώς και τις σχέσεις µεταξύ τους, σε µορφή συσχετίσεων ή σχέσεων υπαλληλίας. Τα σχήµατα περιγραφών δεν είναι τίποτα άλλο από λεξιλόγια έγκυρων όρων ονόµατα εννοιών και ιδιοτήτων- που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την περιγραφή των πληροφοριακών πόρων. Οι πληροφοριακοί πόροι µπορεί να είναι αντικείµενα προσπελάσιµα από τον παγκόσµιο ιστό, όπως για παράδειγµα δικτυακές σελίδες, συγκεκριµένα έγγραφα κλπ, αλλά και µη προσπελάσιµα αντικείµενα όπως για παράδειγµα βιβλία, πίνακες ζωγραφικής, πρόσωπα κτλ. Πολλαπλά λεξιλόγια όρων µπορούν να 31

36 εφαρµοστούν πάνω από τους ίδιους πληροφοριακούς πόρους και το καθένα να προσφέρει πρόσβαση στην διαθέσιµη πληροφορία µε ένα διαφορετικό τρόπο. Περιγραφές πόρων χρησιµοποιούνται για την κατηγοριοποίηση των πληροφοριακών πόρων κάτω από τις διάφορες κλάσεις των σχηµάτων περιγραφής. Ένας πόρος είναι δυνατό να είναι κατηγοροποιηµένος κάτω από πολλαπλές κλάσεις, οι οποίες ενδεχοµένως να ανήκουν και σε διαφορετικά σχήµατα περιγραφών. Κάθε πόρος διαθέτει διάφορες συσχετίσεις µε άλλους πόρους καθώς και ατοµικά γνωρίσµατα Το πρότυπο των θεµατικών χαρτών (topic maps) Στο πρότυπο των θεµατικών χαρτών (topic maps) [ISO/IEE 13250:2000], οι πληροφορίες είναι οργανωµένες σε θέµατα (topics). Ένα θέµα µπορεί να είναι ένα οποιαδήποτε αντικείµενο που έχει να κάνει µε την πληροφορία του θεµατικού χάρτη, όπως για παράδειγµα ένα πρόσωπο, µια αφηρηµένη έννοια κλπ. Έτσι για παράδειγµα, σε έναν θεµατικό χάρτη που πραγµατεύεται πληροφορίες σχετικά µε όπερες, πιθανά θέµατα ίσως είναι: συνθέτης, Guiseppe Verdi, Giacommo Puccini, Tosca, Ρώµη και άλλα. Από τα θέµατα αυτά, άλλα είναι γενικές έννοιες όπως για παράδειγµα το θέµα συνθέτης, τα οποία ονοµάζονται τύποι θεµάτων (topic types) και τα υπόλοιπα είναι κατηγοριοποιηµένα κάτω από αυτά. Κάθε θέµα έχει και ένα όνοµα (topic name) ορισµένο σε ένα η περισσότερα φάσµατα (scopes). Κάθε θέµα µπορεί να συνδέεται µε έναν η περισσότερους πληροφοριακούς πόρους που θεωρούνται σχετικοί µε το θέµα αυτό. Οι πόροι αυτοί αποτελούν τα στιγµιότυπα του θέµατος και ονοµάζονται occurrences. Κάθε τέτοιο στιγµιότυπο αποτελείται από το όνοµά του και το ενιαίο αναγνωριστικό πόρου (Uniform Resource Identifier- URI [BFM]), το οποίο όπως και το topic name µπορεί να ορίζεται σε ένα ή περισσότερα φάσµατα. Οι σχέσεις συνάφειας µεταξύ των διαφόρων θεµάτων ονοµάζονται στη «γλώσσα» των θεµατικών χαρτών associations. Η παρακάτω εικόνα δείχνει την αναπαράσταση του συνόλου πληροφοριών της εικόνας 4 µε το πρότυπο των θεµατικών χαρτών. 32

37 Εικόνα 9: Οργάνωση της πληροφορίας στο σηµασιολογικό ιστό Η σύνταξη της πληροφορίας που αναπαριστάται σε θεµατικούς χάρτες γίνεται µε τη γλώσσα XTM (XML for Topic Maps) [XTM], η οποία βασίζεται στο συντακτικό της XML. Η εικόνα 10 δείχνει την σύνταξη της πληροφορίας του θεµατικού χάρτη της εικόνας 9. Εικόνα 10: Σύνταξη της πληροφορίας στη γλώσσα XTM 33

38 Το Περιβάλλον Περιγραφής Πόρων (RDF) Μια ολοκληρωµένη γλώσσα δηµιουργίας, ανταλλαγής, επεξεργασίας και επαναχρησιµοποίησης µεταδεδοµένων πληροφοριών µέσα στο διαδίκτυο που προωθείται από το World Wide Web Consortium (W3C) είναι το Περιβάλλον Περιγραφής Πόρων (Resource Description Framework - RDF). Το βασικό µοντέλο δεδοµένων του RDF αποτελείται από τρεις βασικούς τύπους αντικειµένων, τους Πόρους (Resources), τις Ιδιότητες (Properties) και τις Προτάσεις (Statements). Οτιδήποτε µπορεί να περιγραφεί µε RDF εκφράσεις ονοµάζεται πόρος. Σε κάθε πόρο, που όπως είπαµε στην προηγούµενη παράγραφο µπορεί να είναι ένα οποιοδήποτε αντικείµενο προσπελάσιµο ή µη από τον παγκόσµιο ιστό αποδίδεται ένα µοναδικό αναγνωριστικό (Uniform Resource Identifier-URI) [BFM]. Με τη βοήθεια του RDF µοντέλου περιγράφονται οι ιδιότητες ενός πόρου, (γνωρίσµατα ή συσχετίσεις µε άλλους πόρους) σχηµατίζοντας τριάδες της µορφής <υποκείµενο, κατηγόρηµα, αντικείµενο>, τις οποίες αποκαλούµε δηλώσεις. Κάθε περιγραφή σε RDF δηλώνει ότι ορισµένα αντικείµενα (δικτυακοί τόποι, πρόσωπα, συγκεκριµένα έγγραφα ή οτιδήποτε) έχουν κάποιες ιδιότητες µε ορισµένες τιµές, µε κάθε µέρος αυτής της δήλωσης να είναι µοναδικά ορισµένο. Πέρα από τις RDF περιγραφές των πληροφοριακών πόρων, το µοντέλο δεδοµένων RDF αποτελείται και από µια γλώσσα ορισµού σχηµάτων (συνόλων κλάσεων και ιδιοτήτων), την RDF Schema Specification Language (RDFS) [RDFS]. Με τη βοήθεια του RDFS, είναι δυνατός ο προσδιορισµός µηχανισµών καθορισµού κλάσεων πόρων, καθώς και ο περιορισµός των πιθανών συνδυασµών κλάσεων µεταξύ τους χρησιµοποιώντας κατάλληλες συσχετίσεις. Ένα RDF σχήµα αποτελείται από τις δηλώσεις κλάσεων, γνωρισµάτων και των σχέσεων µεταξύ των κλάσεων. Όµοιοι πόροι είναι οµαδοποιηµένοι κάτω από την ίδια κλάση. Με βάση τα παραπάνω, µπορούµε να διακρίνουµε τρία διαφορετικά επίπεδα αφαίρεσης στο µοντέλο δεδοµένων RDF/S: Στο κατώτερο επίπεδο υπάρχουν οι ίδιοι οι πόροι (έγγραφα, δικτυακοί τόποι, πρόσωπα ή οτιδήποτε άλλο). Το επόµενο επίπεδο αφαίρεσης είναι το επίπεδο δεδοµένων, όπου γίνεται η περιγραφή των πληροφοριακών πόρων µε τη χρήση λεξιλογίων, τα οποία περιγράφονται στο τελευταίο επίπεδο, το επίπεδο σχήµατος. Το επίπεδο σχήµατος είναι το επίπεδο αφαίρεσης όπου αναπτύσσονται RDF σχήµατα για να διευκολύνουν τη σηµασιολογική περιγραφή των πόρων. Σε αυτό το επίπεδο, οι κλάσεις αναπαριστούν αφηρηµένες οντότητες και αναφέρονται συλλογικά σε σύνολα παροµοίων αντικειµένων. 34

39 Για την γραφική απεικόνιση των RDF/S περιγραφών και σχηµάτων χρησιµοποιείται ένα µοντέλο κατευθυνόµενων γράφων µε ετικέτες τόσο στις ακµές όσο και στους κόµβους που µπορεί εύκολα να συνδυάσει πολλά διαφορετικά λεξιλόγια και να επεκταθεί προσθέτοντας απλώς περισσότερες ακµές. Οι κόµβοι αναπαριστούν αντικείµενα (πόρους ή κλάσεις) και οι ακµές συµβολίζουν σχέσεις µεταξύ των κόµβων (ιδιότητες). Ως κόµβους αναπαριστούµε επίσης και τύπους Literal, δηλαδή αλφαριθµητικά και άλλους βασικούς τύπους δεδοµένων, όπως αυτοί ορίζονται στο πρότυπο XML schema. Οι κόµβοι συµβολίζονται ως ελλείψεις και οι ατοµικές τιµές ως παραλληλόγραµµα. Οι ακµές µπορεί να είναι τριών ειδών: απόδοσης γνωρισµάτων (attributes), δηµιουργίας στιγµιότυπων (instances) και υπαλληλίας. Οι ακµές απόδοσης γνωρισµάτων αναπαριστούν γνωρίσµατα κόµβων και σχέσεις µεταξύ τους, ενώ οι ακµές υπαλληλίας χρησιµοποιούνται για να δηλώσουν σε επίπεδο σχήµατος ότι ένας κόµβος (κλάση) ή ιδιότητα είναι υποκατηγορία ενός σηµασιολογικά ευρύτερου κόµβου ή ιδιότητας αντίστοιχα. Τέλος, οι ακµές δηµιουργίας στιγµιότυπων αποτελούν τη σύνδεση ανάµεσα στα πρότυπα RDF και RDFS, επιτρέποντας τη δηµιουργία στιγµιότυπων µίας κλάσης και την απόδοση τύπων σε πληροφοριακούς πόρους που περιγράφονται. Οι γράφοι του RDF σχήµατος περιγραφής και των RDF περιγραφών πόρων για την πληροφορία που δόθηκε στην εικόνα 4, φαίνεται στην εικόνα 11. Εικόνα 11: Παράδειγµα γράφων RDF σχήµατος και περιγραφής πόρων Για τον καλύτερο διαµοιρασµό των RDF περιγραφών πόρων και των σχηµάτων περιγραφών στο διαδίκτυο, το µοντέλο RDF «δανείζεται» το συντακτικό της XML. Έτσι, η RDF/XML σύνταξη των RDF σχηµάτων περιγραφής και RDF περιγραφών πόρων της εικόνας 10 φαίνεται στην εικόνα 12 και 13 αντίστοιχα. 35

40 Εικόνα 12: Παράδειγµα αναπαράστασης RDF σχηµάτων περιγραφής σε σύνταξη RDF/XML. Εικόνα 13: Παράδειγµα αναπαράστασης περιγραφών πόρων σε σύνταξη RDF/XML Παράδειγµα Σηµασιολογικής οργάνωσης πληροφορίας σε RDF/S Με τη χρήση του µοντέλου δεδοµένων RDF/S είναι δυνατό να περιγραφεί η σηµασιολογική οργάνωση της διακινούµενης πληροφορίας οποιασδήποτε εφαρµογής του σηµασιολογικού ιστού, όπως για παράδειγµα µια πολιτιστική πύλη 36

41 στο διαδίκτυο. Στο παράδειγµα αυτό ας υποθέσουµε πως υπάρχουν τέσσερις πληροφοριακοί πόροι: ένα έγγραφο περιγραφής ενός γλυπτού (ο πόρος µε το αναγνωριστικό r1), δυο έγγραφα περιγραφής εικόνων (οι πόροι µε τα αναγνωριστικά r2 και r3) και ένας δικτυακός τόπος (ο πόρος µε το αναγνωριστικό r4). Ο πόρος r4 περιγράφεται ως ένα ExtResource µε ιδιότητες title (µε τιµή Reina Sofia Museum) και last_modified (µε τιµή 2000/06/09). Ταυτόχρονα είναι κατηγοροποιηµένος κάτω από την έννοια Museum, ώστε να αξιοποιηθεί η σηµασιολογική συσχέτιση του µε άλλους πόρους, όπως πόροι τεχνουργηµάτων (Artifact). ηλαδή, ο πόρος έχει τίτλο Reina Sofia Museum, τροποποιήθηκε τελευταία φορά στις 2000/06/09, ενώ υπάρχουν τεχνουργήµατα που εκθέτονται (exhibited) στον συγκεκριµένο δικτυακό τόπο. Ο πόρος r2 είναι ένα στιγµιότυπο της έννοιας Painting και έχει µια ιδιότητα exhibited που τον συσχετίζει µε τον πόρο r4, καθώς και µια ιδιότητα technique µε τιµή oil of canvas. Παράλληλα ο πόρος αποτελεί στιγµιότυπο της έννοιας ΕxtResource, ώστε να του αποδοθούν ιδιότητες χρήσιµες για τον διαχειριστή της σηµασιολογικής πύλης. Οι πόροι r1, r2 και r3 ανήκουν σε αυτή την κατηγορία, είναι περιγραφές ταξινοµηµένες σε πολλαπλές έννοιες (multiple classification). Πάνω από τις περιγραφές των πληροφοριακών πόρων, πολλαπλά σχήµατα περιγραφών είναι δυνατό να περιγράψουν τους ίδιους πόρους µε διαφορετικά κριτήρια. Έτσι για παράδειγµα, µέσα στη σηµασιολογική πύλη η περιγραφή µπορεί να γίνει σύµφωνα µε την καλλιτεχνική υπόσταση των πόρων, αλλά και σύµφωνα µε τη διοικητική τους πλευρά. Στην πρώτο σχήµα περιγραφών, βασικές έννοιες είναι ο καλλιτέχνης (Artist), to δηµιούργηµα (Artifact) και τα Μουσεία (Museum). Σχέσεις υπαλληλίας µεταξύ των εννοιών επιτρέπουν την εξειδίκευση της έννοιας Artist σε Sculptor και Painting και της έννοιας Artifact σε Painter και Sculpture. Αυτές είναι και οι κλάσεις του σχήµατος, οι οποίες σχετίζονται µεταξύ τους µε ιδιότητες όπως creates και exhibited. Σχέσεις υπαλληλίας µεταξύ των ιδιοτήτων επιτρέπουν την εξειδίκευση της ιδιότητας creates σε sculpts και paints, ενώ ορισµένες κλάσεις έχουν ατοµικά γνωρίσµατα, όπως συµβαίνει στις κλάσεις Artist (µε τα ατοµικά γνωρίσµατα fname και lname) και της κλάσης Painting µε το γνώρισµα technique. Το άλλο σχήµα περιγραφών χρησιµεύει στην περιγραφή των πόρων βάσει της διοικητικής πληροφορίας που περιέχουν. Η έννοια ExtResource του σχήµατος έχει ως γνωρίσµατα τον τίτλο (title) και την ηµεροµηνία που τροποποιήθηκε τελευταία φορά (last_modified) ένας πόρος της σηµασιολογικής πύλης. 37

42 Η εικόνα 14 απεικονίζει τους γράφους των RDF σχηµάτων περιγραφής και των περιγραφών των πληροφορικών πόρων της πολιτιστικής πύλης. Εικόνα 14: Περιγραφές πόρων σε µια πολιτιστική πύλη στο διαδίκτυο 38

43 2.4 Χαρακτηριστικά Σηµασιολογικών Πυλών διαδικτύου Όπως ο σηµασιολογικός ιστός αποτελεί τη «νέα γενιά του παγκόσµιου ιστού», έτσι και οι σηµασιολογικές πύλες αποτελούν την «νέα γενιά των διαδικτυακών πυλών». Σύµφωνα µε το [KCPA00], οι σηµασιολογικές πύλες για το διαδίκτυο είναι: εφαρµογές στον παγκόσµιο ιστό που παρέχουν το µέσο για την συλλογή, ταξινόµηση και πρόσβαση πληροφοριακών πόρων (πχ δικτυακούς τόπους, αρχεία, δεδοµένα), µε έναν σηµασιολογικά πλούσιο τρόπο, για διαφορετικά ακροατήρια (συνεταιρικά, ενδο-επιχειρησιακά, εµπορικά και άλλα) Σηµασιολογική πλοήγηση Η γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης θα πρέπει να λαµβάνει υπόψη της την πλούσια σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας και να την αξιοποιεί για να παρέχει πιο αποτελεσµατικούς τρόπους πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία. Μέσα από την απεικόνιση των ετικετών των κλάσεων και ιδιοτήτων των διαφόρων σχηµάτων περιγραφής, η σηµασιολογική πύλη παρέχει έναν «χάρτη πλοήγησης» (site map) για την εύκολη πρόσβασης σε επιθυµητές πληροφορίες. Παράλληλα, υπερσύνδεσµοι πάνω σε αυτές τις κλάσεις ή ιδιότητες, επιτρέπουν την πλοήγηση σε περαιτέρω σύνολα πληροφοριών, ενώ µπορούν εύκολα να αξιοποιηθούν και ως σηµεία εισόδου στην διαθέσιµη πληροφορία. Η αξιοποίηση των σχέσεων υπαλληλίας µεταξύ των διαφόρων κλάσεων και ιδιοτήτων προσφέρει τη δυνατότητα πλοήγησης σε γενικευµένες ή εξειδικευµένες πληροφορίες. Παράλληλα, υπερσύνδεσµοι ανάµεσα σε συσχετιζόµενες έννοιες επιτρέπουν την πρόσβαση σε ακόµα µεγαλύτερο εύρος πληροφοριών. Έτσι, ενώ οι σχέσεις υπαλληλίας εξειδικεύουν η γενικεύουν την πλοήγηση του χρήστη στην πύλη, υπερσύνδεσµοι ανάµεσα στις έννοιες διευρύνουν την πλοήγηση και δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να συνεχίσει σε πλάτος την πλοήγησή του. Οι συσχετίσεις αυτές µπορεί να είναι τόσο σε επίπεδο σχήµατος δηλαδή συσχετίσεις µεταξύ κλάσεων- όσο και σε επίπεδο δεδοµένων, δηλαδή συσχετίσεις πόρων. Είναι φανερό, ότι ένας τέτοιος υπερσυνδέσµος δεν αποτελεί απλά το µέσο διασύνδεσης δυο ιστοσελίδων, όπως συµβαίνει στη συµβατική µορφή του παγκόσµιου ιστού. Ο υπερσύνδεσµος αυτός αποκτά σηµασιολογικό χαρακτήρα, απεικονίζοντας την 39

44 εννοιολογική συσχέτιση ανάµεσα στις πληροφορίες που αυτός συνδέει. Κάθε έννοια που επιλέγεται, συνδέεται νοητικά µε την προηγούµενη, αλλά και µε την επόµενη, σχηµατίζοντας έτσι µια «τοπολογία συνάφειας» [AN]. Με αυτόν τον τρόπο, ο «διανοητικός χάρτης» συσχέτισης των διαφόρων πληροφοριών µέσα στην πύλη, ταυτίζεται µε το πέρασµά του χρήστη από τη µια σελίδα στην άλλη. Στην γραφική διεπαφή της µηχανής αναζήτησης Kartoo 14 για παράδειγµα, οι πληροφοριακοί πόροι που περιέχονται στα αποτελέσµατα της αναζήτησης απεικονίζονται σε µια µορφή γράφου, όπου οι κόµβοι είναι οι πληροφοριακοί πόροι και οι γραµµές ανάµεσά τους απεικονίζουν την εννοιολογική συσχέτιση µεταξύ των πληροφοριακών πόρων (εικόνα 15). Εικόνα 15: Στιγµιότυπο εύρεσης πληροφορίας µέσα από τη γραφική διεπαφή του Kartoo

45 Μέσα από την γραφική απεικόνιση των διαφόρων µονοπατιών πλοήγησης (µπάρα πλοήγησης- navigation bar), το σύστηµα «υπενθυµίζει» κάθε φορά τα βήµατα που ακολούθησε ο χρήστης σε όλη τη διάρκεια της πλοήγησής του. Υπερσύνδεσµοι πάνω στις διάφορες έννοιες που απεικονίζονται στην µπάρα πλοήγησης, επιτρέπουν την εύκολη µετάβαση σε ένα προηγούµενο βήµα πλοήγησης και την επιλογή ενός διαφορετικού µονοπατιού. Η εικόνα 16 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο πλοήγησης στην σηµασιολογική πύλη OntoPortal [OntoPortal], όπου φαίνονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά της πλοήγησης µέσα σε µια σηµασιολογική πύλη. Εικόνα 16: Στιγµιότυπο σηµασιολογικής πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal Σηµασιολογική επερώτηση Σηµασιολογικές γλώσσες επερώτησης µπορούν να χρησιµοποιηθούν από τη σηµασιολογική πύλη, οι οποίες θα αξιοποιούν τη σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας και θα επιτρέπουν την πρόσβαση σε επιθυµητές πληροφορίες µέσα από τη δηµιουργία σηµασιολογικών επερωτήσεων. Με την χρήση µιας σηµασιολογικής γλώσσας επερωτήσεων στη σηµασιολογική πύλη είναι δυνατό να συνδυαστούν αρµονικά επερωτήσεις σε επίπεδο σχήµατος και δεδοµένων εξερευνώντας ταυτόχρονα µε διαφανή προς το χρήστη τρόπο- τις ιεραρχίες ετικετών και την πολλαπλή ταξινόµηση των πόρων. Με αυτό τον τρόπο, οι χρήστες 41

46 µπορούν να επερωτήσουν πόρους σύµφωνα µε το σχήµα που επιθυµούν, ανακαλύπτοντας συγχρόνως στη συνέχεια πώς οι ίδιοι πόροι περιγράφονται χρησιµοποιώντας κάποιο άλλο σχήµα. Παράλληλα, µια γλώσσα επερώτησης σηµασιολογικών δεδοµένων επιτρέπει το συνδυασµό µονοπατιών σχήµατος για την εκτέλεση πιο πολύπλοκων πλοηγήσεων στο σχήµα, υποστηρίζοντας γενικευµένες εκφράσεις µονοπατιών. Τέλος, υποστηρίζοντας επερωτήσεις µε συνολοθεωρητικούς τελεστές και XML Schema [XML99] τύπους δεδοµένων, µια σηµασιολογική γλώσσα επερώτησης επιτρέπει το φιλτράρισµα της πληροφορίας στα ατοµικά γνωρίσµατα, ώστε να δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να ζητήσει πόρους που πληρούν συγκεκριµένες συνθήκες φιλτραρίσµατος. Η αξιοποίηση δηλωτικών γλωσσών σηµασιολογικής επερώτησης µέσα από τη σηµασιολογική πύλη επιτρέπει την πρόσβαση σε επιθυµητές σηµασιολογικές όψεις. Κάθε σηµασιολογική όψη είναι ουσιαστικά ένα σύνολο πληροφοριών που προκύπτει από το αποτέλεσµα µιας επερώτησης. Οι όψεις αυτές µπορεί να είναι είτε στατικές -όταν η όψη δεν µπορεί να αξιοποιηθεί για περαιτέρω πλοήγηση- είτε δυναµικές όταν η όψη που προκύπτει από το αποτέλεσµα µιας επερώτησης µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την πλοήγηση και κατασκευή νέων σηµασιολογικών όψεων. Στην εικόνα 17 βλέπουµε ένα παράδειγµα πρόσβασης σε µια σηµασιολογική όψη µέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος Omnigator [Ontopia], που χρησιµοποιεί τη σηµασιολογική γλώσσα Tolog. Η εικόνα απεικονίζει την (στατική) όψη πληροφορίας που προκύπτει από το αποτέλεσµα της επερώτησης που επιστρέφει «τις όπερες του Verdi σε αλφαβητική σειρά». Εικόνα 17: Στιγµιότυπο αποτελεσµάτων σηµασιολογικής επερώτησης στη σηµασιολογική πύλη Ontopia Omnigator 42

47 2.4.3 Ενηµέρωση της διαθέσιµης πληροφορίας Ένα ακόµα επιθυµητό χαρακτηριστικό των Σηµασιολογικών πυλών είναι η δυνατότητα ενηµέρωσης της διαθέσιµης πληροφορίας. Μέσα από τη γραφική διεπαφή της, η σηµασιολογική πύλη θα πρέπει να δίνει τη δυνατότητα για την προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων. Με αυτόν τον τρόπο, οι ίδιοι οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα «εµπλουτισµού» της διαθέσιµης πληροφορίας. Παράλληλα, η τροποποίηση των περιγραφών των πληροφοριακών πόρων, επιτρέπει στους χρήστες να διαµορφώνουν οι ίδιοι τις συσχετίσεις των πόρων µε άλλους, ορίζοντας διαφορετικές περιγραφές των πόρων. Τέλος, η ενηµέρωση της διαθέσιµης πληροφορίας µπορεί να γίνει µε την ενσωµάτωση νέων σχηµάτων περιγραφής. Η σηµασιολογική πύλη θα πρέπει να διαθέτει τους κατάλληλους µηχανισµούς προσθήκης νέων σχηµάτων περιγραφής και κατηγοριοποίησης των υποκείµενων πληροφοριακών πόρων κάτω από τις κατάλληλες κλάσεις. Με όλους τους παραπάνω τρόπους, η σηµασιολογική οργάνωση της διαθέσιµης πληροφορίας ανανεώνεται και διαµορφώνεται διαρκώς από τους ίδιους τους χρήστες της πύλης, µε σκοπό την ακόµα πιο πλούσια οργάνωση της πληροφορίας αυτής. Στην εικόνα 18 βλέπουµε ένα στιγµιότυπο τροποποίησης των περιγραφών πόρων µέσα από τη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal [OntoPortal]. Εικόνα 18: Στιγµιότυπο τροποποίησης πληροφοριακών πόρων στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal 43

48 2.4.4 Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στη διαθέσιµη πληροφορία Κάθε χρήστης µέσα στη σηµασιολογική πύλη αποτελεί µια διακριτή οντότητα. Η πύλη διαθέτει κατάλληλους µηχανισµούς πιστοποίησης της ταυτότητας του κάθε χρήστη και επιτρέπει την εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση σε επιτρεπτά σύνολα πληροφοριών. Η πύλη ελέγχει την ταυτότητα του χρήστη και επιτρέπει την πρόσβαση µόνο στις πληροφορίες που είναι επιτρεπτές στον ρόλο στον οποίο ανήκει. Στην εικόνα 19 απεικονίζεται ο τρόπος εξουσιοδοτηµένης πρόσβασης σε σύνολα πληροφοριών της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal. Ένας µη εγγεγραµµένος χρήστης έχει τη δυνατότητα µόνο να δει την πληροφορία ενός πληροφοριακού πόρου του συστήµατος, ενώ ένας εγγεγραµµένος χρήστης έχει τη δυνατότητα συµµετοχής σε συζητήσεις (discussion threads), αλλά και να τροποποιήσει τις περιγραφές των διαθέσιµων πόρων. Εικόνα 19: Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση σε διαφορετικές πληροφορίες και εφαρµογές της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal Οι µηχανισµοί εξουσιοδοτηµένης πρόσβασης στα σύνολα των πληροφοριών χρησιµοποιούνται παράλληλα από την πύλη στους µηχανισµούς ενηµέρωσης της διαθέσιµης πληροφορίας (βλέπε προηγούµενη παράγραφο). Η πύλη οµαδοποιεί τους χρήστες της σε ρόλους, δηλαδή σύνολα χρηστών που τους αντιστοιχεί ένα σύνολο επιτρεπτών ενεργειών. Έτσι, για την ενηµέρωση της διαθέσιµης πληροφορίας, η σηµασιολογική πύλη ελέγχει τον ρόλο στον οποίο ανήκει ο χρήστης, από όπου επιτρέπει ή όχι την ενηµέρωση της πληροφορίας. Συνήθως, οι σηµασιολογικές πύλες επιτρέπουν µόνο στους εγγεγραµµένους χρήστες τους 44

49 ενηµερώσεις των πληροφοριών τους, ενώ στους µη εγγεγραµµένους χρήστες δεν επιτρέπεται η συγκεκριµένη ενέργεια Προσωποποίηση σηµασιολογικής πρόσβασης Όπως ακριβώς οι σύγχρονες διαδικτυακές πύλες επιτρέπουν την ρύθµιση προσαρµογής των διαθέσιµων θεµατικών κατηγοριών από τους ίδιους τους χρήστες (βλέπε παράγραφο 2.1), έτσι και η αξιοποίηση της συναρµολογισιµότητας της πληροφορίας µέσα από τη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης δίνει τη δυνατότητα σε κάθε χρήστη για προσαρµογή των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων, ούτως ώστε η πλοήγησή του να είναι προσαρµοσµένη στα δικά του κριτήρια πλοήγησης. Ανά πάσα στιγµή, η πύλη παρέχει τη δυνατότητα αλλαγής των επιθυµητών όψεων για κάθε χρήστη και «συναρµολόγησης» του τρόπου απεικόνισής τους από τη γραφική διεπαφή της πύλης. Η εικόνα 20 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση προσωποποιηµένης πρόσβασης σε διαφορετικά σύνολα σηµασιολογικών όψεων για δυο διαφορετικούς χρήστες. Παρατηρούµε ότι ο καθένας έχει επιλέξει τις επιθυµητές όψεις, αλλάζοντας ταυτόχρονα και τη δοµή απεικόνισής τους στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης. Εικόνα 20: Σχηµατική αναπαράσταση προσωποποιηµένης πρόσβασης µέσα από τον καθορισµό διαφορετικών όψεων στη σηµασιολογική πύλη Ο πίνακας 2 συνοψίζει τα επιθυµητά χαρακτηριστικά των Σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου. 45

50 Σηµασιολογική πλοήγηση Σηµασιολογική επερώτηση Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση ιάσχιση προγόνων/απογόνων σε ιεραρχίες κλάσεων/ ιδιοτήτων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ κλάσεων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ πόρων Απεικόνιση του µονοπατιού πλοήγησης Επερωτήσεις πάνω στο σχήµα/ δεδοµένα Φιλτράρισµα στις ατοµικές τιµές Επερωτήσεις πάνω σε στατικές/ δυναµικές όψεις Έλεγχος ταυτότητας των χρηστών Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες Προσωποποίηση σηµασιολογικής πρόσβασης Ενηµερώσεις Προσωποποιηµένη πρόσβαση µε ρύθµιση προσαρµογής επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων Προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων Τροποποίηση περιγραφών πόρων Προσθήκη νέων οντολογιών Πίνακας 2: Επιθυµητά χαρακτηριστικά των σηµασιολογικών πυλών 2.5 Η τεχνολογία των portlets Μια εξελισσόµενη τεχνολογία η οποία µπορεί να παρέχει τους απαραίτητους µηχανισµούς ρύθµισης των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων είναι η τεχνολογία των portlets. Τα portlets είναι δοµικά στοιχεία της γραφικής διεπαφής της πύλης, δηλαδή επαναχρησιµοποιήσιµα συστατικά των πυλών που παρέχουν πρόσβαση σε οποιαδήποτε πηγή πληροφοριών, όπως δικτυακές σελίδες, εφαρµογές ή ηλεκτρονικές υπηρεσίες. Κάθε portlet αποτελείται από δύο µέρη: Στο επάνω µέρος του απεικονίζονται ο τίτλος του και ορισµένα εικονίδια ελέγχου, µε τα οποία ο χρήστης µπορεί να αλληλεπιδράσει µε το συγκεκριµένο portlet. Τα εικονίδια ελέγχου επιτρέπουν τη µεγιστοποίηση, ελαχιστοποίηση, το κλείσιµο αλλά και τη ρύθµιση παραµέτρων που αφορούν τη λειτουργία του κάθε portlet. Στο κάτω µέρος του το portlet εµφανίζει το περιεχόµενο που του αντιστοιχεί. Στην εικόνα 21 απεικονίζεται ένα παράδειγµα σύνθεσης µιας σελίδας διαδικτυακής πύλης µέσα από ένα σύνολο portlets. 46

51 Εικόνα 21: Τα portlets ως δοµικά στοιχεία διαδικτυακών πυλών Ρυθµίσεις προσαρµογής Ένα από τα βασικότερα πλεονεκτήµατα που προσφέρει η τεχνολογία των portlets είναι η δυνατότητα ρύθµισης προσαρµογής του επιθυµητού συνόλου των portlets που εµφανίζονται στη γραφική διεπαφή της διαδικτυακής πύλης από τον ίδιο το χρήστη. Συλλέγοντας τα επιθυµητά portlets από µια λίστα όλων των διαθέσιµων portlets του συστήµατος, ο κάθε χρήστης «συναρµολογεί» το περιεχόµενο της γραφικής διεπαφής της πύλης, καθορίζοντας παράλληλα τη δοµή απεικόνισής τους (layout), τη σειρά εµφάνισής τους καθώς και ένα κοινό τρόπο γραφικής απεικόνισής τους µέσα από τυποποιηµένα σύνολα γραφικών ιδιοτήτων (skins). H εικόνα 22 απεικονίζει ένα παράδειγµα ρύθµισης προσαρµογής των επιθυµητών portlets, µέσα από το γραφικό περιβάλλον που προσφέρει η πλατφόρµα ανάπτυξης διαδικτυακών πυλών µε portlets Websphere Portal Server 15. Εικόνα 22: Ρυθµίσεις προσαρµογής του περιεχοµένου της διαδικτυακής πύλης 15 Πλατφόρµα WebSphere Portal ( 47

52 2.5.2 ιαλειτουργικότητα και ηλεκτρονικές υπηρεσίες Οι προχωρηµένοι µηχανισµοί ρύθµισης προσαρµογής της πληροφορίας των διαδικτυακών πυλών που παρέχει η τεχνολογία των portlets, έχει κάνει πολλούς οίκους λογισµικού να δραστηριοποιούνται προς αυτή την κατεύθυνση ολοένα και περισσότερο. Εταιρείες όπως η IBM, η Bea, η Oracle αλλά και οργανισµοί ανοικτού λογισµικού όπως η Apache, έχουν δηµιουργήσει τις δικές τους πλατφόρµες αξιοποίησης της τεχνολογίας των portlets. Κάθε µια έχει αναπτύξει ένα σύνολο λειτουργιών που επιτρέπουν την ενσωµάτωση έτοιµων portlets στην πύλη αλλά παράλληλα και την ενσωµάτωση καινούριων portlets σ αυτήν. Μέσα από προγραµµατιστικές διεπαφές (Application Programming Interfaces APIs) υλοποιηµένες σε ένα συγκεκριµένο περιβάλλον προγραµµατισµού (συνήθως σε java ή στην πλατφόρµα.net) είναι δυνατό να αναπτυχθούν νέα portlets µε συγκεκριµένα χαρακτηριστικά και να ενσωµατωθούν στα ήδη υπάρχοντα µιας δικτυακής πύλης. Οι προγραµµατιστικές αυτές διεπαφές επιτρέπουν παράλληλα την τροποποίηση των έτοιµων portlets που παρέχονται µέσα στη δικτυακή πύλη. Έτσι, οι διαχειριστές της πύλης µπορούν να επεκτείνουν την λειτουργικότητα της πύλης, ενσωµατώνοντας τις υπηρεσίες που θέλουν να προσφέρουν στα νέα portlets. Κάθε πλατφόρµα όµως ανάπτυξης της τεχνολογίας των portlets από ένα συγκεκριµένο οίκο λογισµικού, χρησιµοποιεί τα δικά της χαρακτηριστικά και τις δικές της προγραµµατιστικές διεπαφές για την ανάπτυξη νέων portlets. Ως εκ τούτου, portlets που έχουν αναπτυχθεί σε µια πλατφόρµα, δεν είναι δυνατό να αξιοποιηθούν από τις υπόλοιπες. Η ανάγκη ανάπτυξης προτύπων που θα παρέχουν διαλειτουργικότητα ανάµεσα στις διάφορες πλατφόρµες ανάπτυξης της συγκεκριµένης τεχνολογίας, δίχως περιορισµούς σε συγκεκριµένους οίκους ανάπτυξης λογισµικού, οδήγησε στην ανάπτυξη δύο προτύπων µε σκοπό να παρέχουν διαλειτουργικότητα ανάµεσα στις διάφορες εφαρµογές που κάνουν χρήση της τεχνολογίας των portlets: o Το πρότυπο JSR 168 που παρέχει διαλειτουργικότητα µεταξύ πυλών και portlets υλοποιηµένων στη γλώσσα java που χρησιµοποιούνται από τη συγκεκριµένη πύλη [JSR168]. o Το πρότυπο WSRP του οργανισµού OASIS που παρέχει διαλειτουργικότητα µεταξύ ηλεκτρονικών υπηρεσιών και portlets [WSRP]. 48

53 To πρότυπο JSR 168 (Java Specification Request) είναι µια προδιαγραφή που περιγράφει την διαλειτουργικότητα ανάµεσα σε java portlets και δικτυακών πυλών. Στόχος του JSR 168 είναι η ανάπτυξη µιας προγραµµατιστικής διεπαφής ανεπτυγµένης στη γλώσσα java µε βάση της οποίας θα αναπτύσσονται όλα τα portlets. Η ανάπτυξη αυτής της προγραµµατιστικής διεπαφής υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί µέχρι το καλοκαίρι του 2004 και πρόκειται να ενσωµατωθεί στη νέα έκδοση της java µε το όνοµα javax.servlet.portlet. Με την ολοκλήρωση του, java portlets που είναι υλοποιηµένα σε διάφορους οίκους λογισµικού, θα είναι απολύτως συµβατά µεταξύ τους, ώστε να µπορούν εύκολα να ενσωµατώνονται στις διάφορες πύλες από τους διαχειριστές πυλών. Οι οίκοι λογισµικού που συγκροτούν το JSR 168 είναι η Apache 16, η BEA 17, η IBM 18, η iplanet 19 και η Oracle 20. Με την έλευση του Portlet API, όλα τα portlets που έχουν υλοποιηθεί σε αυτές τις πλατφόρµες θα είναι συµβατά µεταξύ τους. Ο οργανισµός προαγωγής δοµηµένων προτύπων πληροφοριών (Organization for the Advancement of Structured Information Standards- OASIS) είναι µια διεθνής κοινοπραξία για την ανάπτυξη και σύγκληση προτύπων ηλεκτρονικών υπηρεσιών. Το πρότυπο ηλεκτρονικών υπηρεσιών για αποµακρυσµένες πύλες (Web Services for Remote Portals- WSRP) είναι ένα πρότυπο που στοχεύει στην εύκολη ενσωµάτωση και αξιοποίηση ηλεκτρονικών υπηρεσιών από πύλες ή από άλλους διαµεσολαβητές πληροφοριών στο διαδίκτυο. Το πρότυπο WSRP κατατέθηκε στον οργανισµό OASIS στην 1 η Αυγούστου Επτά οίκοι λογισµικού αναπτύσσουν πλατφόρµες σύµφωνα µε αυτό το πρότυπο. Αυτές είναι: Οι οίκοι λογισµικού που συγκροτούν το OASIS WSRP είναι η BEA, η IBM, η Oracle, η Citrix 21, η Fujitsu 22, η Plumtree 23 και η Vignette Με την πλατφόρµα Jetspeed ( 17 Με την πλατφόρµα WebLogic Portal 4 ( 19 Με την πλατφόρµα iplanet Portal Server 3.0 ( 20 Με την πλατφόρµα Oracle 9i Portal (

54 Σκοπός του WSRP είναι: o Να επιτρέπει ηλεκτρονικές υπηρεσίες να ενσωµατώνονται εύκολα ως διαδραστικές διεπαφές χρήσης σε δικτυακές πύλες. o Να επιτρέπει τη δηµιουργία και τη δηµοσίευση του περιεχοµένου καθώς και των εφαρµογών ηλεκτρονικών υπηρεσιών υλοποιηµένων ως διεπαφές χρήσης. o Να επιτρέπει σε διαχειριστές πυλών να πλοηγούνται σε καταλόγους WSRP υπηρεσιών για να ενσωµατώνουν επιθυµητές WSRP υπηρεσίες στις πύλες τους. o Να επιτρέπει δικτυακές πύλες να δηµοσιεύσουν portlets ώστε άλλες πύλες να µπορούν να χρησιµοποιήσουν χωρίς προγραµµατιστικό κόστος. o Γενικά, να µετατρέψει τον παγκόσµιο ιστό σε µια ηλεκτρονική αγορά γραφικών ηλεκτρονικών υπηρεσιών που µπορούν να ενσωµατωθούν εύκολα σε δικτυακές πύλες. Έτσι, το πρότυπο WSRP επιτρέπει το διαµοιρασµό των portlets στο διαδίκτυο ως ηλεκτρονικές υπηρεσίες. Παροχής εφαρµογών και πληροφοριών δηµοσιοποιούν τα portlets ως ηλεκτρονικές υπηρεσίες σε κατάλληλους καταλόγους ηλεκτρονικών υπηρεσιών. ιαχειριστές δικτυακών πυλών µπορούν να συλλέγουν από τους καταλόγους αυτούς το σύνολο των ηλεκτρονικών υπηρεσιών που τους ενδιαφέρει, προσθέτοντας για κάθε µια ηλεκτρονική υπηρεσία µια εγγραφή σε ένα ειδικό µητρώο (portlet registry). Με τον τρόπο αυτό, τα portlets ενσωµατώνονται στην πύλη και γίνονται διαθέσιµα για αξιοποίηση από τους χρήστες της πύλης (εικόνα 23). Εικόνα 23: Αξιοποίηση portlets ως ηλεκτρονικές υπηρεσίες µε το πρότυπο WSRP 50

55 Αν και τα δύο πρότυπα έχουν διαφορετικούς στόχους, εντούτοις δεν αποκλείεται η κοινή τους χρήση µέσα σε ένα περιβάλλον δικτυακής πύλης. Έτσι, το JSR 168 µπορεί να παρέχει διαλειτουργικότητα µεταξύ των τοπικά υλοποιηµένων java portlets, ενώ µέσω του WSRP η πύλη θα µπορεί να ενσωµατώσει νέα portlets, που βρίσκονται υλοποιηµένα ως ηλεκτρονικές υπηρεσίες και βρίσκονται δηµοσιοποιηµένα σε καταλόγους ηλεκτρονικών υπηρεσιών (εικόνα 24). Εικόνα 24: Ταυτόχρονη αξιοποίηση portlets µέσα από τα δύο πρότυπα JSR 168 και WSRP Ο πίνακας 3 συνοψίζει τα πλεονεκτήµατα από τη χρήση της τεχνολογίας των portlets στην ανάπτυξη διαδικτυακών πυλών. Προσαρµογή των επιθυµητών portlets ανάλογα µε τα ενδιαφέροντα κάθε χρήστη Επιλογή των επιθυµητών portlets µέσα από τη γραφική διεπαφή της πύλης και καθορισµός της σειράς εµφάνισής τους και του τρόπου εµφάνισής τους µέσα από τυποποιηµένα σύνολα γραφικών ιδιοτήτων (skins) Επέκταση λειτουργικότητας διαλειτουργικότητα Εµπλουτισµός της λειτουργικότητας της πύλης µέσα από την κατασκευή νέων portlets µε τη βοήθεια πρωτυποποιηµένων προγραµµατιστικών διεπαφών (portlet API) ιαλειτουργικότητα ανάµεσα σε java portlets ανεπτυγµένα σε διαφορετικούς οίκους λογισµικού µέσα από την ενιαία προγραµµατιστική διεπαφή portlet API βασισµένη στο πρότυπο JSR 168 Αξιοποίηση ηλεκτρονικών υπηρεσιών που έχουν αναπτυχθεί ως portlets µέσα από το πρότυπο WSRP Πίνακας 3: Γενικά πλεονεκτήµατα της τεχνολογίας των portlets 51

56 52

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Σχετική Εργασία Οι σηµασιολογικές πύλες, των οποίων τα επιθυµητά χαρακτηριστικά µελετήσαµε λεπτοµερώς στο προηγούµενο κεφάλαιο, ανήκουν στη γενικότερη κατηγορία των πληροφοριακών συστηµάτων τα οποία δίνουν πρόσβαση στις πληροφορίες που διακινούν µέσα από κατάλληλες γραφικές διεπαφές. Στο κεφάλαιο αυτό θα µελετηθούν γραφικές διεπαφές τέτοιων συστηµάτων και οι τρόποι παρουσίασής των διαθέσιµων πληροφοριών των συστηµάτων τους. Αρχικά θα αναλυθούν παραδείγµατα από γραφικές διεπαφές συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων. Στη συνέχεια, θα µελετηθούν τα χαρακτηριστικά από διάφορες γραφικές διεπαφές συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών. Μέσα από τη συγκριτική µελέτη των χαρακτηριστικών των συστηµάτων αυτών, προκύπτουν τα απαραίτητα συγκριτικά συµπεράσµατα στα οποία στηρίζεται η ανάπτυξη της παρούσας µεταπτυχιακής εργασίας. 3.1 Γραφικές διεπαφές συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων Μια µεγάλη κατηγορία πληροφοριακών συστηµάτων που παρέχουν τις πληροφορίες που διακινούν µέσα από γραφικές διεπαφές είναι τα συστήµατα διαχείρισης συστηµάτων βάσεων δεδοµένων. Οι γραφικές διεπαφές αυτών των συστηµάτων λαµβάνουν υπόψη τους τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του συγκεκριµένου µοντέλου δεδοµένων, και τα αξιοποιούν µε τον κατάλληλο τρόπο, ώστε να παρέχουν τους κατάλληλους µηχανισµούς πρόσβασης στις πληροφορίες που περιέχουν. Κύριο γνώρισµα των µηχανισµών αυτών πρόσβασης στα συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων είναι ότι αξιοποιούν κατάλληλες δηλωτικές γλώσσες επερώτησης. Οι γραφικές διεπαφές τους εκµεταλλεύονται την εκφραστικότητα της γλώσσας επερώτησης και παρέχουν τους κατάλληλους µηχανισµούς ώστε οι 53

58 χρήστες µέσα από τις επερωτήσεις που κατασκευάζουν να αποκτούν πρόσβαση στο περιεχόµενο είτε ολόκληρης της βάσης είτε σε επιµέρους επιθυµητές όψεις Το σύστηµα PESTO Το PESTO (Portable Explorer of Structured Objects) είναι ένα ολοκληρωµένο σύστηµα που υποστηρίζει τη δυνατότητα πλοήγησης και δηµιουργίας επερωτήσεων σε οντοκεντρικές βάσεις δεδοµένων. Το σύστηµα αποτελεί µια συνεργασία του ινστιτούτου IBM Almaden και του πανεπιστηµίου του Wisconsin [PESTO96]. Η πλοήγηση στο σύστηµα PESTO γίνεται εξερευνώντας τις συλλογές των αντικειµένων που είναι στιγµιότυπα των διαφόρων κλάσεων του σχήµατος (βλέπε εικόνα 25). 54

59 Εικόνα 25: Το σχήµα της βάσης του συστήµατος PESTO και ένα στιγµιότυπο πλοήγησης και δηµιουργίας επερώτησης Μέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος, τα πεδία αναφορών αντικειµένων αποτελούν συνδέσµους µε τα οποία ο χρήστης µπορεί να µεταβεί στις συλλογές αντικειµένων των συσχετιζόµενων κλάσεων. Κάθε µετάβαση σε µια νέα συλλογή, ανοίγει ένα νέο παράθυρο όπου απεικονίζονται τα αντικείµενα της συσχετιζόµενης κλάσης. Με τη δηµιουργία ενός νέου παραθύρου, το σύστηµα απεικονίζει σε αυτό παράλληλα και το µονοπάτι πλοήγησης που δείχνει την πλοήγηση του χρήστη µέχρι την συγκεκριµένη συλλογή αντικειµένων. Στα ατοµικά πεδία των συλλογών, ο χρήστης µπορεί να θέσει τιµές φιλτραρίσµατος, και να ζητήσει τα στιγµιότυπα των κλάσεων που πληρούν τις συνθήκες που έθεσε. Οι συνθήκες φιλτραρίσµατος µπορούν να συνδυάζονται µεταξύ τους µε επιθυµητούς λογικούς τελεστές. Το σύστηµα λαµβάνει υπόψη του τις συνθήκες αυτές και χρησιµοποιώντας την οντοκεντρική δηλωτική γλώσσα επερώτησης OO-SQL (Object Oriented Structured Querying Language) [KJCM] βρίσκει τα στιγµιότυπα των κλάσεων που τις ικανοποιούν. 55

60 3.1.2 Το σύστηµα IVORY To σύστηµα IVORY (Integrated Visual browsing and querying system) είναι ένα ολοκληρωµένο σύστηµα γραφικής διεπαφής πλοήγησης και επερώτησης σε οντοκεντρικές βάσεις δεδοµένων από το πανεπιστήµιο της Κορέας [CWLDKH]. Η πλοήγηση στο σύστηµα γίνεται µε παρόµοιο τρόπο όπως στο σύστηµα PESTO. Ο χρήστης µεταβαίνει σε συλλογές αντικειµένων συσχετιζόµενων κλάσεων µέσω των πεδίων αναφορών κάθε κλάσης που επιλέγει. Τα αντικείµενα κάθε κλάσης που επισκέπτεται ο χρήστης απεικονίζονται σε ξεχωριστό παράθυρο, στο οποίο εµφανίζεται και το µονοπάτι πλοήγησης µέχρι την συγκεκριµένη κλάση. Πάνω στα ατοµικά πεδία της κάθε συλλογής, ο χρήστης µπορεί να θέσει συνθήκες φιλτραρίσµατος και να ζητήσει µόνο στιγµιότυπα κλάσεων που ικανοποιούν τις συνθήκες αυτές. Για τον υπολογισµό των στιγµιοτύπων χρησιµοποιείται η δηλωτική γλώσσα επερώτησης OQL (Object Query Language) [oql]. Με µια λειτουργία «µεταφοράς και απόθεσης» (drag and drop), το σύστηµα δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να επιλέξει τα ατοµικά πεδία που επιθυµεί και σε κάθε επερώτηση να θέσει τις συνθήκες φιλτραρίσµατος πάνω σ αυτά. Οι συνθήκες µπορούν να συσχετίζονται µεταξύ τους µε διάφορους λογικούς τελεστές σύζευξης, διάζευξης ή άρνησης. Με έναν ανάλογο τρόπο, ο χρήστης µεταφέρει και αποθέτει τις συλλογές αυτές των οποίων τα στιγµιότυπα επιθυµεί να περιέχονται στο αποτέλεσµα της επερώτησης. Η γραφική διεπαφή του συστήµατος IVORY χωρίζεται σε τρία πλαίσια. Στο κεντρικό πλαίσιο, ο χρήσης πλοηγείται στις συλλογές αντικειµένων που τον ενδιαφέρουν, στο κάτω πλαίσιο δηµιουργεί τις συνθήκες φιλτραρίσµατος που επιθυµεί, ενώ στο πάνω συλλέγει κάθε φορά τις συλλογές των αντικειµένων που επιθυµεί, καθορίζοντας µε τον τρόπο αυτό τις επιθυµητές όψεις στις οποίες επιθυµεί κάθε φορά να έχει πρόσβαση. Η εικόνα 26 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση του τρόπου µεταφοράς και απόθεσης επιθυµητών ατοµικών πεδίων και συλλογών για την κατασκευή επερωτήσεων µέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος. 56

61 Εικόνα 26: Το σχήµα της βάσης του συστήµατος IVORY και ένα στιγµιότυπο πλοήγησης και δηµιουργίας επερωτήσεων 57

62 3.1.3 Το σύστηµα BANKS Το σύστηµα BANKS (Browsing AΝd Keyword Searching) είναι ένα ολοκληρωµένο σύστηµα πλοήγησης και δηµιουργίας επερωτήσεων σε σχεσιακές βάσεις δεδοµένων και υλοποιήθηκε στο τεχνολογικό ινστιτούτο της Βοµβάης [BNHCS]. Ο χρήστης αρχικά επιλέγει µια βάση από το σύνολο των βάσεων που είναι διαθέσιµες στο σύστηµα. Για κάθε πίνακα της επιλεγόµενης βάσης, ο χρήστης µπορεί να πάρει είτε το σχήµα του (δηλαδή τα ονόµατα των στηλών του εκάστοτε πίνακα), είτε τις πλειάδες που περιέχει, είτε να θέσει τιµές φιλτραρίσµατος ώστε να επιλέξει συγκεκριµένες πλειάδες (εικόνα 27). Εικόνα 27: Στιγµιότυπο από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος BANKS µετά την επιλογή µιας από τις διαθέσιµες βάσεις του συστήµατος Όταν το πρωτεύον κλειδί ενός πίνακα περιέχεται ως εξωτερικό κλειδί σε έναν άλλο, τότε η γραφική διεπαφή του συστήµατος BANKS δηµιουργεί έναν υπερσύνδεσµο ανάµεσα στους δύο πίνακες. Έτσι, η διεπαφή δίνει τη δυνατότητα πλοήγησης µέσω υπερσυνδέσµων στα εξωτερικά κλειδιά των πινάκων. Παράλληλα, επιλέγοντας µια συγκεκριµένη στήλη, ο χρήστης µπορεί να εφαρµόσει µια σειρά από σχεσιακές πράξεις όπως προβολή, ταξινόµηση σε αύξουσα η φθίνουσα σειρά, και οµαδοποίηση. Εάν το γνώρισµα που αναγράφεται στην στήλη που έχει επιλέξει ο χρήστης αποτελεί εξωτερικό κλειδί προς έναν άλλο πίνακα, δίνεται η δυνατότητα συνένωσης (join) µεταξύ των δυο πινάκων. Η εικόνα 28 δείχνει τον πίνακα που απεικονίζει τη συνένωση του πίνακα cite και του πίνακα movie. Επιλέγοντας µια οποιαδήποτε στήλη του πίνακα, ο χρήστης 58

63 έχει τη δυνατότητα να εφαρµόσει τις σχεσιακές πράξεις που αναφέρθηκαν παραπάνω. Εικόνα 28: Στιγµιότυπο από την πλοήγηση στη διεπαφή χρήσης του συστήµατος BANKS Παρόλα αυτά, λόγω των περιορισµών ακεραιότητας που υπάρχουν στο σχεσιακό µοντέλο δεδοµένων, η πλοήγηση αφορά αποκλειστικά τα δεδοµένα των πινάκων του συστήµατος και όχι το σχήµα τους Το σύστηµα Lore Το σύστηµα Lore είναι µια γραφική διεπαφή πλοήγησης και επερώτησης πάνω σε δοµικές περιλήψεις ηµιδοµηµένων δεδοµένων, που υλοποιήθηκε στο πανεπιστήµιο του Stanford [GW]. Κύριο γνώρισµα των ηµιδοµηµένων δεδοµένων είναι ότι η οργάνωση της πληροφορίας δεν στηρίζεται σε κάποιο σχήµα περιγραφής. Αντίθετα, η οργάνωση στηρίζεται στο µοντέλο ανταλλαγής αντικειµένων (Object Exchange Model OEM). Τα αντικείµενα δηµιουργούν ένα γράφο, όπου το καθένα έχει ένα αναγνωριστικό και µια τιµή η οποία µπορεί να είναι ατοµική ή σύνθετη. Σύνθετα αντικείµενα έχουν αναφορές σε άλλα αντικείµενα του γράφου. Ένα σύνθετο αντικείµενο µπορεί να αναφέρεται από πολλαπλά αντικείµενα, ενώ επιτρέπονται κύκλοι µεταξύ των αντικειµένων του γράφου. Οι ιδιαιτερότητες αυτές, καθιστούν την πλοήγηση µέσα 59

64 σε ηµιδοµηµένα δεδοµένα πολύπλοκη. Για την αντιµετώπιση των προβληµάτων αυτών, είναι δυνατό να δηµιουργηθούν δοµικές περιλήψεις της πληροφορίας, γνωστές µε το όνοµα DataGuide. Κάθε µονοπάτι πλοήγησης στον αρχικό γράφο του µοντέλου ανταλλαγής αντικειµένων, απεικονίζεται ακριβώς µια φορά µέσα σε στο σχήµα περιγραφής του DataGuide. Για την κατασκευή του αρχικού γράφου σε ένα DataGuide, έχουν αναπτυχθεί µια σειρά αλγορίθµων, όπως αυτοί περιγράφονται στο [GW]. Το σύστηµα Lore επιτρέπει την πλοήγηση και τη δηµιουργία επερωτήσεων πάνω σε τέτοιες δοµικές περιλήψεις. Η γραφική διεπαφή απεικονίζει το DataGuide σε µια δενδρική δοµή. Μέσα από τα σύνθετα αντικείµενα ο χρήστης µπορεί να «αναδιπλώσει» την δενδρική δοµή, για να µεταβεί στα αναφερόµενα αντικείµενα. Η εικόνα 29 δείχνει ένα παράδειγµα ενός DataGuide καθώς και την γραφική του αναπαράσταση µέσα από το σύστηµα Lore. Εικόνα 29: Ένας γράφος ηµιδοµηµένων δεδοµένων στο µοντέλο ανταλλαγής αντικειµένων Η γραφική διεπαφή του συστήµατος Lore αξιοποιεί τη δηλωτική γλώσσα επερώτησης Lorel [ΑQM+96], µια γλώσσα επερώτησης πάνω σε ηµιδοµηµένα δεδοµένα και επιτρέπει στους χρήστες του συστήµατος να θέτουν συνθήκες φιλτραρίσµατος πάνω στα ατοµικά αντικείµενα (εικόνα 30). 60

65 Εικόνα 30: Αποτέλεσµα µιας επερώτησης του συστήµατος DataGuide Επειδή όµως το µοντέλο δεδοµένων είναι προσανατολισµένο στα δεδοµένα και όχι στο σχήµα τους, η πλοήγηση περιορίζεται µόνο στην διάσχιση της ιεραρχίας που αποτελούν τα σύνθετα αντικείµενα στις περιλήψεις του DataGuide Το σύστηµα BBQ Το σύστηµα BBQ (Blended Browsing and Querying) αποτελεί µια γραφική διεπαφή που υλοποιήθηκε στο πανεπιστήµιο του San Diego και υποστηρίζει πλοήγηση και δηµιουργία επερωτήσεων πάνω σε XML δεδοµένα και XML ορισµών τύπων εγγράφου[npaci00]. Μέσα από τη διεπαφή χρήσης το σύστηµα επιτρέπει στους χρήστες τη διαχείριση XML δεδοµένων και XML ορισµών τύπων εγγράφου. Η συντακτική δοµή των XML πληροφοριών απεικονίζεται γραφικά στο σύστηµα σε µια δενδρική δοµή. Ο χρήστης µπορεί να διασχίσει τις δενδρικές αυτές δοµές, καθώς και να θέσει τιµές φιλτραρίσµατος πάνω στα ατοµικά πεδία. Οι συνθήκες φιλτραρίσµατος µεταφράζονται σε µια αντίστοιχη επερώτηση στη γλώσσα XMAS [XMAS]. Αφού ο χρήστης θέσει τις συνθήκες φιλτραρίσµατος που επιθυµεί, το σύστηµα του δίνει τη δυνατότητα να συνθέσει τη δοµή του αποτελέσµατος της επερώτησης, συλλέγοντας τις έννοιες που θα απαρτίζουν το αποτέλεσµα της επερώτησης. Με τον τρόπο αυτό ο χρήστης όχι µόνο µπορεί να ορίσει τις όψεις πληροφορίας που 61

66 επιθυµεί αλλά και να δηµιουργήσει νέες επερωτήσεις στηριζόµενες στα αποτελέσµατα προηγούµενων επερωτήσεων. Η εικόνα 31 αποτελεί ένα στιγµιότυπο της διεπαφής χρήσης του συστήµατος BBQ, όπου φαίνεται η σύνθεση της δοµής που επιθυµεί ο χρήστης να έχει το αποτέλεσµα της επερώτησής του. Εικόνα 31: Σύνθεση του αποτελέσµατος µιας επερώτησης στη διεπαφή χρήσης του συστήµατος BBQ Παρόλα αυτά, ανάµεσα στις συνθήκες φιλτραρίσµατος υποστηρίζεται µόνο σχέση σύζευξης µεταξύ τους, χωρίς να υπάρχει η δυνατότητα καθορισµού επιθυµητών λογικών τελεστών, ενώ παράλληλα δεν είναι εφικτή η αξιοποίηση αναφορών λογικών στοιχείων XML χρησιµοποιώντας τα γνωρίσµατα ID και IDREF, µέσα από την οποία θα ήταν δυνατή η δηµιουργία επερωτήσεων µε σύνθετες εκφράσεις στα µονοπάτια πλοήγησης. Τέλος, πέρα από το φιλτράρισµα στις αλφαριθµητικές τιµές, οι υπόλοιποι τύποι δεδοµένων όπως αυτοί ορίζονται στο XML Schema [XML99] δεν υποστηρίζονται στη δηµιουργία επερωτήσεων. 3.2 Αξιολόγηση διαλογικών διεπαφών συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων Μελετήθηκαν πέντε συστήµατα διαλογικών διεπαφών πάνω σε συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων. Τα συστήµατα PESTO και IVORY είναι συστήµατα πάνω από οντοκεντρικές βάσεις, στα οποία η πληροφορία παρουσιάζεται σε µορφή παραθύρων για κάθε συλλογή κλάσης που επιλέγεται, ενώ οι γλώσσες επερώτησης που χρησιµοποιούν είναι για το PESTO η σχεσιακή-οντοκεντρική γλώσσα OO- SQL, ενώ για το IVORY η συµβατή µε το πρότυπο ODMG γλώσσα OQL. Το σύστηµα BANΚS που αποτελεί µια διεπαφή χρήσης πάνω από σχεσιακές βάσεις, 62

67 παρουσιάζει την πληροφορία σε γραµµές και στήλες πινάκων και για την εύρεση πληροφορίας χρησιµοποιεί επερωτήσεις σε SQL. Το DataGuide σύστηµα αποτελεί µια διεπαφή χρήσης για ηµιδοµηµένα δεδοµένα και απεικονίζει τις πληροφορίες του σε δενδρική δοµή, όπως και το BBQ που διαχειρίζεται δεδοµένα τύπου XML. Το DataGuide χρησιµοποιεί τη γλώσσα επερώτησης Lorel για την τέλεση επερωτήσεων, ενώ το BBQ τη γλώσσα XMAS. Από τα συστήµατα αυτά, µόνο το BANKS λειτουργεί µέσα από τον παγκόσµιο ιστό, ενώ τα άλλα αποτελούν εφαρµογές που εκτελούνται τοπικά στον υπολογιστή του εκάστοτε χρήστη του συστήµατος. Ο πίνακας 4 συνοψίζει τα γενικά χαρακτηριστικά των συστηµάτων αυτών. Χαρακτηριστικά Συστήµατα PESTO IVORY Μοντέλο δεδοµένων Οντοκεντρικό Γλώσσα επερώτη σης OO- SQL Μέθοδος παρουσίασης της πληροφορίας Ξεχωριστό παράθυρο της εφαρµογής για κάθε συλλογή κλάσης Οντοκεντρικό OQL Ξεχωριστό παράθυρο της εφαρµογής για κάθε συλλογή κλάσης BANKS Σχεσιακό SQL Σε µορφή πινάκων DataGuide Ηµιδοµηµένο Lorel Σε δενδρική µορφή BBQ XML XMAS Σε δενδρική µορφή Πίνακας 4: Γενικά χαρακτηριστικά των διεπαφών χρήσης σε συστήµατα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που µελετήθηκαν Όπως προκύπτει από την ανάλυση των συστηµάτων αυτών, αυτό που γενικά προσφέρουν είναι µηχανισµούς πλοήγησης στις πληροφορίες που διακινούν και δηµιουργία επερωτήσεων µέσα από τη χρήση κατάλληλων δηλωτικών γλωσσών επερώτησης. Με τη βοήθεια των γλωσσών επερώτησης οι χρήστες µπορούν µέσα από τις γραφικές διεπαφές να ορίζουν επιµέρους όψεις της πληροφορίας που επιθυµούν. Παρόλα αυτά, τόσο οι µηχανισµοί πλοήγησης όσο και οι µηχανισµοί πρόσβασης σε όψεις πληροφορίας µέσω επερωτήσεων παρουσιάζουν στα συστήµατα που µελετήθηκαν σηµαντικά µειονεκτήµατα. Έτσι, όσο αναφορά τους µηχανισµούς πλοήγησης: Στα συστήµατα Lore και BBQ δεν αναγράφεται το µονοπάτι πλοήγησης που ακολουθεί ο χρήστης. 63

68 Στα περισσότερα συστήµατα η πλοήγηση αφορά αποκλειστικά τα δεδοµένα και όχι το σχήµα. Μόνο στο σύστηµα BBQ επιτρέπεται η πλοήγηση στις ιεραρχίες των κλάσεων του σχήµατος. Όσο αναφορά τους µηχανισµούς πρόσβασης στην πληροφορία µέσω επερωτήσεων: Τα περισσότερα συστήµατα δεν επιτρέπουν την εύρεση επιθυµητών πληροφοριών µέσα από σύνθετες εκφράσεις µονοπατιών. Τα περισσότερα συστήµατα δεν επιτρέπουν το φιλτράρισµα της πληροφορίας µε λογικούς τελεστές. Τα περισσότερα συστήµατα δεν επιτρέπουν επερωτήσεις πάνω στα αποτελέσµατα προηγούµενων επερωτήσεων. Ο πίνακας 5 συνοψίζει τη συγκριτική µελέτη των συστηµάτων αυτών. Συστήµατα PESTO IVORY BANKS Lore BBQ Μηχανισµοί πρόσβασης µέσω πλοήγησης Μηχανισµοί πρόσβασης µέσω επερώτησης Κριτήρια Αναγραφή του µονοπατιού πλοήγησης Πλοήγηση σε σύνθετα αντικείµενα Πλοήγηση σε αναφορές κλάσεων αντικειµένων Πλοήγηση σε ιεραρχίες κλάσεων Εύρεση πληροφορίας µέσα από σύνθετες εκφράσεις µονοπατιών Φιλτράρισµα µε λογικούς τελεστές Επερωτήσεις πάνω στα αποτελέσµατα προηγούµενων επερωτήσεων (κατασκευή δυναµικών όψεων) ανεξάρτητα µονοπάτια σχήµατος και δεδοµένων Πίνακας 5: Αξιολόγηση των γραφικών διεπαφών συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που µελετήθηκαν 64

69 3.3 Γραφικές διεπαφές συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών Η αξιοποίηση της πλούσιας οργάνωσης ενός συστήµατος όπου η διακινούµενη πληροφορία του είναι οργανωµένη σύµφωνα µε γλώσσες περιγραφών του Σηµασιολογικού Ιστού παρέχει όπως είδαµε και κατά την περιγραφή των χαρακτηριστικών των Σηµασιολογικών Πυλών στην παράγραφο 2.4- προχωρηµένους µηχανισµούς πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία τους ιεπαφές συστηµάτων φυλλοµετρητών σχηµάτων περιγραφών (ontology browsers) Τα συστήµατα φυλλοµετρητών οντολογιών 25 αξιοποιούν τη σηµασιολογική οργάνωση σχηµάτων περιγραφών που βασίζονται σε οντολογίες και παρέχουν µηχανισµούς εννοιολογικής πλοήγησης στις σχετιζόµενες πληροφορίες τους Το σύστηµα RDF Distillery Το RDF Distillery είναι ένα σύστηµα που αναπτύχθηκε από το πανεπιστήµιο του Quensland [DG], το οποίο επιτρέπει την γραφική πλοήγηση σε RDF οντολογίες. Αρχικά ο χρήστης καθορίζει το αρχείο της οντολογίας που επιθυµεί να απεικονιστεί γραφικά από το σύστηµα. Μία µόνο οντολογία µπορεί να απεικονιστεί κάθε φορά µέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος, η οποία είναι αποθηκευµένη σε ένα αρχείο σύµφωνα µε τη γλώσσα περιγραφών RDF/S. Στη συνέχεια, το RDF Distillery ελέγχει την συντακτική και σηµασιολογική εγκυρότητα του αρχείου χρησιµοποιώντας τον συντακτικό αναλυτή Jena ARP [jena]. Όταν το αρχείο κριθεί συντακτικά και σηµασιολογικά έγκυρο, τότε το σύστηµα επιτρέπει στο χρήστη να αποθηκεύσει τοπικά στον υπολογιστή του και να εκτελέσει την Java εφαρµογή OntoRama, η οποία αποτελεί και το γραφικό περιβάλλον που απεικονίζει την οντολογία. Η εγκατάσταση και εκτέλεση της εφαρµογής γίνεται µέσα από την Java τεχνολογία Java Web Start, η οποία επιτρέπει την 25 Με την έννοια της οντολογίας εννοούµαι µία ρητή και σαφή περιγραφή ενός πεδίου γνώσης. Οι οντολογίες παρέχουν ένα λεξιλόγιο για την αναπαράσταση, ανταλλαγή και επαναχρησιµοποίηση της γνώσης ενός τοµέα εφαρµογής και ένα σύνολο σχέσεων που ισχύουν ανάµεσα στους όρους του εν λόγω λεξιλογίου [Magkanaraki]. 65

70 αυτοµατοποιηµένη αξιοποίηση µέσω διαδικτύου γραφικών εφαρµογών υλοποιηµένες σε περιβάλλον Java. Ο χρήστης απλά αποθηκεύει µέσα από το σύστηµα RDF Distillery ένα συγκεκριµένο αρχείο τοπικά στον υπολογιστή του το οποίο ενεργοποιείται µέσα από την τεχνολογία Java Web Start και εµφανίζει το γραφικό περιβάλλον της εφαρµογής OntoRama. Η τεχνολογία Java Web Start στηρίζεται στο πρότυπο JSR 56 (Java Specification Request) [JSR56]. Στο σχήµα 32 φαίνεται το αποτέλεσµα της συντακτικής- σηµασιολογικής ανάλυσης ενός αρχείο µέσα από το RDF Distillery, όπου στη συνέχεια ο χρήστης µπορεί να εγκαταστήσει το γραφικό περιβάλλον της εφαρµογής OntoRama. Εικόνα 32: Συντακτική και σηµασιολογική ανάλυση ενός σχήµατος περιγραφής οντολογίας µέσα από το RDF Distillery Μετά τη συντακτική και σηµασιολογική ανάλυση του αρχείου, η γραφική διεπαφή του OntoRama απεικονίζει την οντολογία σε µορφή υπερβολικής όψης (hyperbolic view). Οι κλάσεις της οντολογίας απεικονίζονται ως κόµβοι ενός γράφου. Συσχετίσεις µεταξύ τους (relations) απεικονίζονται ως ακµές. Επειδή το OntoRama έχει αναπτυχθεί για την πλοήγηση σε οντολογίες βασισµένες στην βάση γνώσης WebKB-2 26, µόνο συσχετίσεις που χρησιµοποιούνται από οντολογίες της συγκεκριµένης βάσης γνώσης (για παράδειγµα part, component, complement, location και άλλες) µπορούν να αναπαρασταθούν ως ακµές µεταξύ των κόµβων

71 Κάθε φορά που ο χρήστης επιλέγει µια κλάση, η υπερβολική όψη ανασχηµατίζεται, εµφανίζοντας την επιλεγόµενη κλάση στο κέντρο της διεπαφής. Το πλεονέκτηµα που προσφέρει η γραφική απεικόνιση του σχήµατος µέσα από µια τέτοια υπερβολική όψη, είναι ο εύκολος τρόπος εννοιολογικής πλοήγησης ακόµα και για µεγάλες οντολογίες. Στο δεξιό µέρος της γραφικής διεπαφής απεικονίζονται οι κλάσεις της οντολογίας σε µια δενδρική δοµή. Καθώς ο χρήστης την διασχίζει, η υπερβολική όψη στα αριστερά της εφαρµογής ανασχηµατίζεται, απεικονίζοντας πάντα την έννοια που επιλέγει ο χρήστης στο κέντρο. Η εικόνα 33 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο της εφαρµογής. Εικόνα 33: Συντακτική και σηµασιολογική ανάλυση ενός σχήµατος περιγραφής οντολογίας µέσα από το RDF Distillery Πέρα από τη δυνατότητα που προσφέρει η διεπαφή χρήσης του RDF Distillery για εννοιολογική πλοήγηση σε µια οντολογία, δίνεται επίσης η δυνατότητα εύρεσης συγκεκριµένων κλάσεων ή ιδιοτήτων που περιέχονται στο σχήµα, µέσα από ένα σύστηµα ανάκτησης πληροφορίας πλήρως κειµένου (full-text search) µε δεικτοδότηση. Κάθε κλάση και ιδιότητα που περιέχεται στο σχήµα περιγραφής, δεικτοδοτείται από το ενσωµατωµένο στην εφαρµογή σύστηµα Managing GigaBytes [WHMA] κατά τη στιγµή που το αρχείο ελέγχεται για την συντακτική και σηµασιολογική εγκυρότητά του. 67

72 Το σύστηµα Ontopia Omnigator Ο Ontopia Omnigator (Omnivorous Navigator) είναι µια ολοκληρωµένη γραφική διεπαφή η οποία αναπτύχθηκε από την εταιρεία Ontopia 27. Η διαθέσιµη πληροφορία του συστήµατος είναι οργανωµένη µέσα από το πρότυπο των θεµατικών χαρτών (topic maps- βλέπε παράγραφο ). Μέσα από αντίστοιχους υπερσυνδέσµους από την αρχική σελίδα της γραφικής διεπαφής, ο χρήστης µπορεί να επιλέξει το θεµατικό χάρτη που επιθυµεί και να πλοηγηθεί στην πληροφορία που αυτός περιέχει (εικόνα 34). Εικόνα 34: Επιλογή θεµατικών χαρτών από την αρχική σελίδα του Ontopia Omnigator Tο σύστηµα δίνει τη δυνατότητα για ενσωµάτωση νέων θεµατικών χαρτών µέσα από τη γραφική διεπαφή του. Κάθε νέος θεµατικός χάρτης πρέπει να συντάσσεται σύµφωνα µε την προδιαγραφή XML Topic Map (XTM) [xtm-1.0]. Η ενσωµάτωση ενός νέου θεµατικού χάρτη γίνεται µόνο κατά αρχικοποίησης της εφαρµογής. Ο µηχανισµός πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία του συστήµατος, στηρίζεται στη δηµιουργία σηµασιολογικών επερωτήσεων µέσα από τη γλώσσα Tolog [tolog]. H Tolog είναι µια γλώσσα επερώτησης που είναι υλοποιηµένη από την Ontopia και η οποία συνδυάζει στοιχεία της γλώσσας Prolog και της SQL [mkcpa]. Η γλώσσα

73 υποστηρίζει δύο ειδών κατηγορήµατα: Τα ενσωµατωµένα µε τον ορισµό της γλώσσας κατηγορήµατα (built in predicates) και τα κατηγορήµατα συσχέτισης, όπου ο χρήστης θα πρέπει ρητά να ορίσει τους κανόνες συσχέτισης στην επερώτηση. Η Tolog επίσης υποστηρίζει προβολή των αποτελεσµάτων αγνοώντας µεταβλητές από τα ενδιάµεσα στάδια υπολογισµών, τελεστές αρίθµησης, ταξινόµησης µε βάση συγκεκριµένες µεταβλητές και χρήση κατηγορηµάτων που υποστηρίζουν επερωτήσεις σε πολλαπλά µονοπάτια σε µια µόνο µια επερώτηση. Παράλληλα, η χρήση κανόνων εξαγωγής συµπερασµάτων επιτρέπει την εξαγωγή νέων δεδοµένων που µπορούν. Η προσθήκη κανόνων εξαγωγής συµπερασµάτων µπορεί να βοηθήσει στην εξαγωγή συσχετίσεων που δεν είναι ρητά ορισµένες µέσα στα topic maps του συστήµατος. Μέσα από τη διεπαφή χρήσης του συστήµατος, ο χρήστης µπορεί να αναζητήσει πληροφορίες συντάσσοντας επερωτήσεις στη γλώσσα Tolog, και να προσθέσει ενδεχοµένως τους κανόνες εξαγωγής συµπερασµάτων που επιθυµεί. Η επερώτηση που αναγράφεται στην εικόνα 35 επιστρέφει «τις όπερες βασισµένες σε έργα του Shakespeare». Εικόνα 35: Εύρεση πληροφορίας στη διεπαφή χρήσης του Ontopia Omnigator µέσα από σηµασιολογικές επερωτήσεις Πέρα από την αναζήτηση πληροφοριών µέσα τη δηµιουργία σηµασιολογικών επερωτήσεων, το σύστηµα παρέχει τη δυνατότητα εύρεσης πληροφορίας µέσω ευρετηριασµού πλήρους κειµένου (full text index). Ο ευρετηριασµός γίνεται πάνω στο χαρακτηριστικό κάθε θέµατος (object id) των θεµατικών χαρτών. Οι λέξεις που εισάγονται από τον χρήστη συγκρίνονται µε τα ονόµατα των θεµάτων και για κάθε ένα από αυτά που ταιριάζουν επιστρέφεται το συγκεκριµένο θέµα καθώς και ο 69

74 ευρύτερος τύπος θέµατος (topic type) στον οποίο ανήκει. Η εικόνα 36 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο της διεπαφής χρήσης του Ontopia Omnigator, όπου έχει γίνει εύρεση των θεµάτων µε το όνοµα Tosca. Εικόνα 36: Εύρεση θεµάτων µέσω ευρετηριασµού πλήρους κειµένου Αν και µέσα από τη χρήση της δηλωτικής γλώσσας επερώτησης Tolog δίνεται η δυνατότητα πρόσβασης σε επιθυµητές όψεις της διαθέσιµης πληροφορίας, εντούτοις η δηµιουργία νέων επερωτήσεων στηριγµένες στα αποτελέσµατα προηγούµενων επερωτήσεων δεν είναι εφικτή Σενάρια πλοήγηση στη γραφική διεπαφή του Ontopia Omnigator Από την αρχική σελίδα της γραφικής διεπαφής του συστήµατος, ο χρήστης επιλέγει ένα από τους διαθέσιµους θεµατικούς χάρτες στην πληροφορία του οποίου επιθυµεί να έχει πρόσβαση. Για κάθε θέµα, η γραφική διεπαφή απεικονίζει το όνοµα του θέµατος και τα πολλαπλά πιθανά φάσµατα (scopes) που έχει- καθώς και τις σχέσεις υπαλληλίας µε θέµατα πιο εξειδικευµένα/ γενικευµένα. Αν το θέµα που έχει επιλέξει ο χρήστης είναι τύπος θέµατος (topic type), τότε η γραφική διεπαφή παρουσιάζει τα θέµατα που είναι κατηγοριοποιηµένα κάτω από τον συγκεκριµένο τύπο. Επιλέγοντας ένα από αυτά, τότε η γραφική διεπαφή εµφανίζει πέρα από το όνοµα του θέµατος και τα διάφορα φάσµατά του- τις συσχετίσεις (associations) µε άλλα θέµατα, και τους πόρους (occurrences) των συγκεκριµένου θέµατος. Οι πόροι εµφανίζονται οµαδοποιηµένοι κάτω από τον τύπο θέµατος κάτω από τον οποίο είναι κατηγοριοποηµένος ο συγκεκριµένος ηλεκτρονικός πόρος. Η εικόνα 37 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο πλοήγησης στη γραφική διεπαφή του συστήµατος, όπου ο χρήστης έχει επιλέξει το θέµα Giuseppe Verdi. 70

75 Εικόνα 37: στιγµιότυπο πλοήγησης στο σύστηµα Ontopia Omnigator Η εικόνα 38 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση των σεναρίων πλοήγησης στη γραφική διεπαφή του συστήµατος Ontopia Omnigator. Ο χρήστης πλοηγείται στις ιεραρχίες των τύπων θεµάτων των θεµατικών χαρτών. Επιλέγοντας ένα συγκεκριµένο θέµα ενός τύπου θεµάτων, ο χρήστης µπορεί είτε να επισκεφτεί τους πληροφοριακούς πόρους που είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από το θέµα αυτό και να µεταβεί στην ηλεκτρονική τους διεύθυνση, είτε να επισκεφτεί άλλα συσχετιζόµενα θέµατα, είτε να µεταβεί σε ένα άλλο τύπο θέµατος. 71

76 Εικόνα 38: Σενάρια πλοήγησης στο σύστηµα Ontopia Omnigator ιαλογικές διεπαφές πλοήγησης σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου Η Σηµασιολογική πύλη OntoWeb Η σηµασιολογική πύλη OntoWeb αναπτύχθηκε από το πανεπιστήµιο της Karlsruhe [MMSSYV] και σκοπό έχει τη συλλογή και αξιοποίηση πληροφοριών για τα µέλη µιας κοινότητας χρηστών που δραστηριοποιούνται στο χώρο του Σηµασιολογικού Ιστού. Ο µηχανισµός πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία της σηµασιολογικής πύλης γίνεται µέσα από µια προγραµµατιστική διεπαφή (Application Programming Interface- API) γνωστή και ως KAON API [KAON API], η οποία παρέχει ένα προγραµµατιστικό περιβάλλον ανάπτυξης και διαχείρισης οντολογιών που έχουν αναπτυχθεί µέσα από την πλατφόρµα KAON, µια ανοιχτού λογισµικού πλατφόρµα διαχείρισης οντολογιών. 72

77 Οι µηχανισµοί πρόσβασης όµως που παρέχει µια προγραµµατιστική διεπαφή όπως το KAON API, στηρίζονται πάνω στα συγκεκριµένα σχήµατα περιγραφών που χρησιµοποιεί η πύλη για την σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας της. Η στενή αυτή συσχέτιση οντολογιών και των µηχανισµών πρόσβασης, σηµαίνει ότι για διαφορετικά σχήµατα περιγραφών, οι µηχανισµοί αυτοί θα πρέπει να αναπρογραµµατιστούν, περιορίζοντας σηµαντικά την επεκτασιµότητα της εφαρµογής. Σκοπός είναι οι µηxανισµοί πρόσβασης στην πληροφορία να είναι ανεξάρτητοι από την διακινούµενη πληροφορία, κάτι όµως που δεν είναι δυνατό µε την χρήση προγραµµατιστικών διεπαφών όπως το KAON API. Για την αναζήτηση συγκεκριµένων πληροφοριακών πόρων, η γραφική διεπαφή παρέχει µια φόρµα αναζήτησης µέσα από εισαγωγή λέξεων κλειδιών. Κάθε πληροφοριακός πόρος είναι καταχωρηµένος σε ένα πίνακα µιας σχεσιακής βάσης δεδοµένων του συστήµατος, όπου αποθηκεύονται σε µορφή τριάδων οι πληροφοριακοί πόροι µαζί µε τις ιδιότητές τους (γνωρίσµατα ή συσχετίσεις). Η καταχώρηση αυτή γίνεται µε έναν τρόπο υποκείµενο- κατηγόρηµα- αντικείµενο, όπου ο πληροφοριακός πόρος είναι το υποκείµενο, η ιδιότητά του το κατηγόρηµα και η τιµή της ιδιότητας το αντικείµενο. Έτσι, η αναζήτηση πλήρως κειµένου επιστρέφει τα υποκείµενα- δηλαδή τους πόρους- για τους οποίους υπάρχει ένα αντικείµενο- δηλαδή τιµή ιδιότητας- που ταιριάζει µε τις λέξεις κλειδιά που έδωσε ο χρήστης (εικόνα 39). Η κατηγοριοποίηση πόρων στην κλάση στην οποία ανήκουν απεικονίζεται στη δενδρική δοµή στα αριστερά της γραφικής διεπαφής. Πάνω από κάθε πόρο που ανήκει στα αποτελέσµατα της αναζήτησης απεικονίζεται η κλάση στην οποία είναι κατηγοροποιηµένος καθώς και το µονοπάτι πλοήγησης στις σχέσεις υπαλληλίας µέχρι την έννοια αυτή. 73

78 Εικόνα 39: Αποτελέσµατα αναζήτησης πληροφοριακών πόρων µέσα από αναζήτηση πλήρως κειµένου στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb Ένας διαφορετικός τρόπος εύρεσης πληροφορίας µέσα στη σηµασιολογική πύλη του OntoWeb, είναι θέτοντας τιµές φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα των διαφόρων κλάσεων. Παράλληλα, η γραφική διεπαφή επιτρέπει τη µετάβαση σε συσχετιζόµενες κλάσεις, ώστε οι συνθήκες φιλτραρίσµατος να µπορούν να γίνουν και πάνω στα γνωρίσµατα συσχετιζόµενων κλάσεων. Οι συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα κάθε κλάσης µπορούν να έχουν σχέση σύζευξης η διάζευξης µεταξύ τους. Παρατηρούµε ότι σε κάθε κλάση που επιλέγεται αναγράφεται και το µονοπάτι πλοήγησης που συνδέει τις συσχετιζόµενες κλάσεις. Η εικόνα 40 δείχνει πώς γίνεται το φιλτράρισµα στα γνωρίσµατα των συσχετιζόµενων κλάσεων Product και Publication. Εικόνα 40: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα των κλάσεων στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 74

79 Η σηµασιολογική πύλη επιτρέπει την προσθήκη νέας πληροφορίας στο σύστηµα, η οποία δηµοσιοποιείται από τα διάφορα µέλη της και γίνεται προσβάσιµη στο σύνολο των µελών της κοινότητας. Η πύλη διακρίνει τα µέλη της ανάµεσα σε µη εγγεγραµµένα µέλη, σε εγγεγραµµένα και σε διακεκριµένα. Κάθε εγγεγραµµένο µέλος έχει τη δυνατότητα δηµοσιοποίησης νέας πληροφορίας. Η πληροφορία αυτή πριν γίνει προσβάσιµη από το σύνολο των χρηστών θα πρέπει να εγκριθεί από διακεκριµένα µέλη της κοινότητας της πύλης. Για τη δηµοσιοποίηση της νέας αυτής πληροφορίας µέσα στην πύλη, χρησιµοποιείται µια ειδική ροή εργασιών. Κάθε πληροφορία, είναι αρχικά προσβάσιµη µόνο από το µέλος που διατίθεται να τη δηµοσιοποιήσει. Αν το µέλος είναι διακεκριµένο, η πληροφορία µεταβαίνει σε κατάσταση κοινής πρόσβασης από όλους. Αντίθετα, πληροφορία προερχόµενη από µη διακεκριµένα µέλη µεταβαίνει σε κατάσταση εκκρεµότητας και µένει εκεί έως ότου διακεκριµένα µέλη είτε την κάνουν προσβάσιµη σε όλους, είτε την ανακαλέσουν επιστρέφοντάς τη σ αυτόν που προτίθεται να τη δηµοσιοποιήσει, είτε την απορρίπτουν αν έχει ανακαλεστεί ήδη µια φορά. Η εικόνα 41 απεικονίζει τη ροή εργασιών που ακολουθείται για τη δηµοσιοποίηση πληροφορίας στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb. Εικόνα 41: Ροή εργασιών για τη δηµοσιοποίηση πληροφορίας στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb 75

80 Σενάρια πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoWeb Ο χρήστης µέσα από τη γραφική διεπαφή της πύλης έχει τη δυνατότητα να διασχίσει τη δενδρική δοµή που απεικονίζει τις κλάσεις της οντολογίας και να επιλέξει επιθυµητές κλάσεις. Επιλέγοντας µια επιθυµητή κλάση, τότε στο δεξιό µέρος της γραφικής διεπαφής παρουσιάζονται: Οι υποκλάσεις και υπερκλάσεις της επιλεγόµενης κλάσης. Επιλέγοντας µια από αυτές µπορεί να µεταβεί σε µια πιο γενικευµένη ή εξειδικευµένη κλάση. Τα γνωρίσµατα της κλάσης και οι συσχετίσεις της µε άλλες κλάσεις. Μέσα από τις συσχετίσεις ο χρήστης µπορεί να θέσει συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα- είτε να µεταβεί στις συσχετιζόµενες κλάσεις και να θέσει εκεί συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατα των συσχετιζόµενων κλάσεων. Τα χαρακτηριστικά (labels) των πληροφοριακών πόρων που είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από τη συγκεκριµένη κλάση. Επιλέγοντας ένα από τα αναγνωριστικά αυτά, τότε το σύστηµα παρουσιάζει τα ατοµικά γνωρίσµατα και τις συσχετίσεις του συγκεκριµένου πόρου µε άλλους πληροφοριακούς πόρους. Η εικόνα 42 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο πλοήγησης όπου η γραφική διεπαφή της πύλης εµφανίζει πληροφορία σχετικά µε την επιλεγόµενη κλάση Graduate. 76

81 Εικόνα 42: Στιγµιότυπο από τη σηµασιολογική πύλη OntoWeb Η εικόνα 43 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση των σεναρίων πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoWeb. Ο χρήστης πλοηγείται στην πληροφορία του σχήµατος διασχίζοντας την ιεραρχία των κλάσεων. Από εκεί µπορεί είτε να µεταβεί σε πληροφορία δεδοµένων και να διαλέξει έναν πληροφοριακό πόρο της κλάσης, είτε να µεταβεί σε συσχετιζόµενες κλάσεις, µόνο όµως για να θέσει συνθήκες φιλτραρίσµατος στα γνωρίσµατά τους. Από έναν πόρο, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα είτε πλοήγησης σε συσχετιζόµενους πόρους είτε µετάβασης στην ηλεκτρονική διεύθυνση του πόρου. 77

82 Εικόνα 43: Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoWeb Η Σηµασιολογική πύλη OntoPortal To OntoPortal είναι µια σηµασιολογική πύλη που αναπτύχθηκε στο πανεπιστήµιο του Southampton 28. Η πρόσβαση στη διαθέσιµη πληροφορία γίνεται µέσα από διάφορες θεµατικές ενότητες (themes), ενώ για την σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας χρησιµοποιείται µια οντολογία εκφρασµένη σε XML. Για τη διαχείριση της διαθέσιµης πληροφορίας, το σύστηµα διαθέτει ένα µηχανισµό δηµιουργίας επερωτήσεων στην γλώσσα SQL και µορφοποίησης του αποτελέσµατος των επερωτήσεων µέσω XSLT µετασχηµατισµών. Κάθε αλληλεπίδραση του χρήστη µε το σύστηµα µετατρέπεται σε µια αντίστοιχη SQL επερώτησης προς µια σχεσιακή βάση. Τα αποτελέσµατα της επερώτησης µορφοποιούνται µε ένα κατάλληλο XSL έγγραφο (xsl stylesheet). Η εικόνα 44 απεικονίζει τη διαχείριση της πληροφορίας µέσα στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal

83 Εικόνα 44: ιαχείριση της πληροφορίας στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal Η πύλη διαχωρίζει τους χρήστες της σε εγγεγραµµένους, µη εγγεγραµµένους, και σε εγγεγραµµένους µε δικαιώµατα ενηµέρωσης της πληροφορίας. Οι εγγεγραµµένοι χρήστες, πέρα από το δικαίωµα να πλοηγούνται στη σηµασιολογική πύλη, έχουν την δυνατότητα να συµµετέχουν σε συζητήσεις (discussions) µε άλλους χρήστες για θέµατα που αφορούν τα µέλη της κοινότητας. Κάθε πόρος µπορεί να αποτελέσει αντικείµενο σχολιασµού µεταξύ των εγγεγραµµένων µελών. Επιλέγοντας τον αντίστοιχο πόρο, η πύλη εµφανίζει στον χρήστη σε ποια µηνύµατα µεταξύ των µελών αναφέρεται ο συγκεκριµένος πόρος. Έτσι, µέσα από την αλληλουχία των σχετικών µε τον πόρο µηνύµατα (discussion thread), ο χρήστης µπορεί να ανταλλάξει τις σκέψεις του µε άλλους χρήστες πάνω σε αυτόν τον πόρο που επέλεξε. Για τους χρήστες που έχουν το δικαίωµα να προσθέσουν πληροφορία στην πύλη, δίνεται η δυνατότητα για προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων ή τροποποίηση των γνωρισµάτων των πόρων που ήδη υπάρχουν. Ο εγγεγραµµένος χρήστης µε δικαίωµα προσθήκης νέας πληροφορίας µπορεί να προσθέσει καινούριους πληροφοριακούς πόρους και να τους κατηγοριοποιήσει κάτω από συγκεκριµένες κλάσεις, αλλά και να τροποποιήσει τις περιγραφές των πληροφοριακών πόρων. Η εικόνα 45 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο προσθήκης ενός νέου πόρου στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal. 79

84 Εικόνα 45: Προσθήκη νέου πληροφοριακού πόρου στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal Η πύλη παρέχει ένα µηχανισµό δηµιουργίας επερωτήσεων µε ευρετηριασµό πλήρους κειµένου (full- text index). Μέσα σε έναν σχεσιακό πίνακα το σύστηµα καταχωρεί την ετικέτα (label) κάθε σχήµατος περιγραφής και τα χαρακτηριστικά των πόρων που αυτό περιέχει. Έτσι, συγκρίνει τις λέξεις κλειδιά που εισήγαγε ο χρήστης στη φόρµα αναζήτησης της εφαρµογής µε τις ετικέτες των πόρων και επιστρέφει τους πόρους των οποίων οι ετικέτες ταιριάζουν µε την ερώτηση. Με όµοιο τρόπο το σύστηµα βρίσκει πόρους από το τρέχον ή από άλλα σχήµατα περιγραφών που τα χαρακτηριστικά τους ταιριάζουν µε τις συγκεκριµένες λέξεις που εισήγαγε ο χρήστης. Η εικόνα 46 απεικονίζει σχηµατικά πως γίνεται η εισαγωγή των λέξεων που επιθυµεί ο χρήστης για την εύρεση πληροφορίας καθώς και τα αντίστοιχα αποτελέσµατα. 80

85 Εικόνα 46: Εύρεση πληροφορίας µέσα από ευρετηριασµό πλήρους κειµένου στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη OntoPortal Αφού ο χρήστης επιλέξει µια από διαθέσιµες τις θεµατικές ενότητες, έχει τη δυνατότητα πρόσβασης στους πληροφοριακούς πόρους που είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από τις κλάσεις της οντολογίας της σηµασιολογικής πύλης. Οι ετικέτες των κλάσεων αποτελούν υπερσυνδέσµους από όπου ο χρήστης µπορεί να µεταβεί στους πληροφοριακούς πόρους που είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από την κλάση αυτή. Η γραφική διεπαφή της πύλης επιτρέπει την εµφάνιση των πόρων είτε σε µια περιληπτική µορφή, όπου αναγράφονται µόνο οι ετικέτες των πληροφοριακών πόρων, είτε σε µια αναλυτική µορφή όπου αναγράφεται για κάθε πόρο η ηλεκτρονική του διεύθυνση, µια σύντοµη περιγραφή του, οι συσχετιζόµενοι µε αυτόν πληροφοριακοί πόροι καθώς και η κλάση κάτω από την οποία είναι κατηγοροποιηµένοι οι συσχετιζόµενοι αυτοί πόροι. Η εικόνα 47 απεικονίζει ένα στιγµιότυπο πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης του OntoPortal. 81

86 Εικόνα 47: Στιγµιότυπο πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη του OntoPortal Συνοψίζοντας, ο χρήστης µέσα από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος εξερευνά τους πληροφοριακούς πόρους των κλάσεων της οντολογίας, δίχως όµως να έχει τη δυνατότητα πλοήγησης στις διάφορες κλάσεις είτε µέσω συσχετίσεων είτε µέσω σχέσεων υπαλληλίας. Για κάθε επιλεγόµενη κλάση, ο χρήστης µπορεί να εξερευνήσει τους πόρους που βρίσκονται κατηγοροποιηµένοι κάτω από αυτήν, από όπου µπορεί να µεταβεί σε άλλους συσχετιζόµενους πόρους. Η εικόνα 48 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση των σεναρίων πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal. 82

87 Εικόνα 48: Σχηµατική αναπαράσταση πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης OntoPortal Η Σηµασιολογική πύλη ODESeW To ODESeW (Semantic Web Portal based on Ontology Design Environment [CCLP]) είναι µια σηµασιολογική πύλη του ευρωπαϊκού προγράµµατος Esperonto, ένα ευρωπαϊκό πρόγραµµα που ως γενικό στόχο έχει την σύγκλιση της τεχνολογίας του παγκόσµιου µε το σηµασιολογικό ιστό, παρέχοντας υπηρεσίες οι οποίες θα παρέχουν µια καλύτερη οργάνωση της πληροφορίας βασισµένη σε σηµασιολογικά κριτήρια. Για την οργάνωση της διαθέσιµης πληροφορίας το σύστηµα χρησιµοποιεί RDF και OWL [OWL] οντολογίες. Οι µηχανισµοί πρόσβασης στις πληροφορίες της πύλης γίνεται µέσα από µια προγραµµατιστική διεπαφή του συστήµατος, το WebODE API, το οποίο στηρίζεται πάνω στο περιβάλλον διαχείρισης οντολογιών WebODE [CCLP]. Όπως όµως είδαµε και κατά την µελέτη της σηµασιολογικής πύλης OntoWeb που χρησιµοποιούσε µια αντίστοιχη προγραµµατιστική διεπαφή, οι µηχανισµοί πρόσβασης στις διάφορες πληροφορίες που αυτές παρέχουν είναι µη επεκτάσιµοι και απαιτούν επαναπρογραµµατισµό της διεπαφής κάθε φορά που οι οντολογίες αλλάζουν. Η γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης χωρίζεται σε τρία µέρη. Στο αριστερό µέρος απεικονίζονται οι διαθέσιµες οντολογίες, ενώ στη µέση 83

88 απεικονίζεται η ιεραρχία των κλάσεων της επιλεγόµενης οντολογίας σε µια δενδρική δοµή. Στα δεξιά της γραφική διεπαφής απεικονίζονται οι πόροι που είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από µια επιλεγόµενη κλάση, καθώς και τα αναγνωριστικά των πόρων που βρίσκονται κάτω από τις υποκλάσεις της (εικόνα 49). Τα αναγνωριστικά των πόρων εµφανίζονται οµαδοποιηµένα, ανάλογα µε την κλάση στην οποία είναι κατηγοριοποιηµένα. Μέσα από συνθήκες φιλτραρίσµατος στα ατοµικά πεδία των κλάσεων, το σύστηµα δίνει τη δυνατότητα εύρεσης των πόρων αυτών που πληρούν τις συγκεκριµένες συνθήκες φιλτραρίσµατος. Εικόνα 49: Γραφική διεπαφή του συστήµατος ODESeW Το σύστηµα υποστηρίζει ενηµερώσεις πάνω στη διαθέσιµη πληροφορία είτε µέσα από την προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων από τα εγγεγραµµένα µέλη του, είτε µέσα από την τροποποίηση των περιγραφών των πόρων της διαθέσιµης πληροφορίας. Πιο συγκεκριµένα, το σύστηµα δίνει στους εγγεγραµµένους χρήστες τη δυνατότητα: Να δηµιουργήσουν νέους πόρους ή να διαγράψουν πόρους που βρίσκονται κατηγοροποιηµένοι κάτω από µια έννοια της σηµασιολογικής πύλης. Να µεταβάλουν τις περιγραφές των πληροφοριακών πόρων της πύλης, αλλάζοντας τις τιµές των ατοµικών γνωρισµάτων του πόρου. Τέλος, το σύστηµα διαθέτει µηχανισµούς εξουσιοδοτηµένης πρόσβασης στην διαθέσιµη πληροφορία. Έτσι, για ορισµένους πληροφοριακούς πόρους οι οποίοι 84

89 θεωρούνται υψίστης σηµασίας για την πύλη- οι ηλεκτρονικές διευθύνσεις τους δίνονται µόνο για εξουσιοδοτηµένους χρήστες Σενάρια πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη ODESeW Ο χρήστης πλοηγείται στις πληροφορίες των διαθέσιµων οντολογιών του συστήµατος, και στην ιεραρχία των κλάσεων τους. Επιλέγοντας µια από τις κλάσεις αυτές το σύστηµα απεικονίζει οµαδοποιηµένα τα αναγνωριστικά των πόρων που βρίσκονται κατηγοριοποιηµένα κάτω από την κλάση αυτή καθώς και των υποκλάσεών τους. Μέσα από τα αναγνωριστικά αυτά, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα είτε να πλοηγηθεί σε συσχετιζόµενους πόρους, είτε να µεταβεί στην ηλεκτρονική διεύθυνση του πόρου. Η εικόνα 50 αποτελεί µια σχηµατική αναπαράσταση της πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης ODEDeW. Εικόνα 50: Σχηµατική αναπαράσταση πλοήγησης στη σηµασιολογική πύλη ODESeW 85

90 3.4 Αξιολόγηση συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών Σε αυτό το κεφάλαιο µελετήθηκαν δυο κατηγορίες συστηµάτων όπου η πληροφορία τους είναι οργανωµένη µε έναν σηµασιολογικό τρόπο. Η διαθέσιµη πληροφορία τους οργανώνεται µε τη χρήση ενός η περισσοτέρων οντολογιών είτε σε RDF είτε µε το πρότυπο των θεµατικών χαρτών. Για την πρόσβαση στη διαθέσιµη πληροφορία τους, τα συστήµατα αυτά διαθέτουν κατάλληλους µηχανισµούς που κυρίως στηρίζονται στην χρήση προγραµµατιστικών διεπαφών. Η πρώτη κατηγορία που µελετήθηκαν αφορά συστήµατα που είναι γνωστά µε το όνοµα ontology browsers (φυλλοµετρητές οντολογιών), τα οποία µέσα από τη χρήση οντολογιών παρέχουν µηχανισµούς πλοήγησης στη διαθέσιµη πληροφορία τους. Το σύστηµα RDF Distillery που µελετήθηκε σε αυτή την κατηγορία, παρουσιάζει την διακινούµενη πληροφορία του µέσα από µια υπερβολική όψη (hyperbolic view), που είναι ένας γράφος όπου απεικονίζονται οι κλάσεις και οι συσχετίσεις τους. Το δεύτερο σύστηµα που µελετήθηκε σε αυτή την κατηγορία είναι το Ontopia Omnigator το οποίο στηρίζεται στο πρότυπο των θεµατικών χαρτών. Στη δεύτερη κατηγορία µελετήθηκαν ολοκληρωµένα συστήµατα σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου. Τα συστήµατα αυτά, αναπτύσσουν κατάλληλους µηχανισµούς πρόσβασης σε σηµασιολογικά οργανωµένες πληροφορίες από τις κοινότητες των χρηστών της πύλης. Πέρα από τη σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας που διαθέτουν, παρέχουν µηχανισµούς προσθήκης νέων πληροφοριακών πόρων ή τροποποίηση των περιγραφών πόρων από εξουσιοδοτηµένα µέλη της κοινότητας των χρηστών τους, αλλά και εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες και εφαρµογές τους. Όλα τα παραπάνω συστήµατα λειτουργούν µέσα από τον παγκόσµιο ιστό. Ο πίνακας 6 συνοψίζει τα γενικά χαρακτηριστικά των συστηµάτων αυτών. 86

91 Συστήµατα Χαρακτηριστικά Μοντέλο δεδοµένων Μηχανισµός πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία RDF Distillery RDF Java servlets Ontopia Omnigator OntoWeb OntoPortal ODESeW θεµατικοί χάρτες (topic maps) RDF XML RDF/ OWL Σηµασιολογική γλώσσα tolog Προγραµµατιστική διεπαφή ΚΑΟΝ Επερωτήσεις σε SQL και κατάλληλοι XSLT µετασχηµατισµοί Προγραµµατιστική διεπαφή WebODE API Χρήση µιας η περισσότερων οντολογιών Μια οντολογία που µπορεί να αλλάζει σε κάθε χρήση του συστήµατος Πολλαπλοί θεµατικοί χάρτες, όπου δίνεται η δυνατότητα προσθήκης νέων θεµατικών χαρτών Μια οντολογία που καθορίζεται κατά την ανάπτυξη του συστήµατος Μια οντολογία που καθορίζεται κατά την ανάπτυξη του συστήµατος Πολλαπλές οντολογίες που καθορίζονται κατά την ανάπτυξη του συστήµατος Πίνακας 6: Γενικά χαρακτηριστικά συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών Όλα τα συστήµατα που µελετήθηκαν, αξιοποιούν την σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας που διακινούν και παρέχουν µηχανισµούς πλοήγησης είτε µέσω διάσχισης των ιεραρχιών των κλάσεων των οντολογιών τους, είτε εκµεταλλεύονται τις συσχετίσεις των εννοιών του σχήµατος και των πόρων µεταξύ τους για περαιτέρω πλοήγηση στο σύστηµα. Ορισµένα συστήµατα απεικονίζουν γραφικά το µονοπάτι πλοήγησης που σχηµατίζεται µε την µετάβαση του χρήστη από τη µια έννοια στην άλλη, βοηθώντας σηµαντικά στον προσανατολισµό του µέσα στην πύλη. Για τη δηµιουργία επερωτήσεων, πολλά συστήµατα διαθέτουν µηχανισµούς ευρετηριασµού πλήρως κειµένου (full text index), ενώ ένα από αυτά-το Ontopia Omnigator- υποστηρίζει τη σηµασιολογική γλώσσα Tolog για την δηµιουργία σηµασιολογικών επερωτήσεων. Ο πίνακας 7 συνοψίζει τη συγκριτική µελέτη των συστηµάτων αυτών. 87

92 Κριτήρια Συστήµατα RDF Distillery Omnigator OntoWeb OntoPortal ODESeW Σηµασιολογική πλοήγηση Σηµασιολογική επερώτηση Εξουσιοδο τηµένη πρόσβαση Προσωποποίηση σηµασιολογικής πρόσβασης ιάσχιση προγόνων/απογόνων σε ιεραρχίες κλάσεων/ ιδιοτήτων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ κλάσεων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ πόρων Απεικόνιση του µονοπατιού πλοήγησης Επερωτήσεις πάνω σε στατικές όψεις Επερωτήσεις πάνω σε δυναµικές όψεις Επερωτήσεις πλήρους κειµένου Έλεγχος ταυτότητας των χρηστών Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες Προσωποποιηµένη πρόσβαση µε ρύθµιση προσαρµογής επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων Μόνο στα Μόνο στις δεδοµένα ISA σχέσεις Ενηµερώσεις Προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων Τροποποίηση περιγραφών πόρων Προσθήκη νέων οντολογιών Πίνακας 7: Αξιολόγηση των συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών 3.5 Συµπεράσµατα Από τη µελέτη των συστηµάτων, είναι φανερό ότι στο µεγαλύτερο ποσοστό τους οι µηχανισµοί πρόσβασης στα διαθέσιµα σύνολα δεδοµένων τους δεν αξιοποιούν πλήρως την σηµασιολογική οργάνωση της διακινούµενης πληροφορίας. ιαπιστώνουµε ότι κανένα από τα συστήµατα δεν καλύπτει πλήρως τις επιθυµητές λειτουργίες των συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών. Έτσι: 88

93 Μόνο το σύστηµα Ontopia Omnigator χρησιµοποιεί µια γλώσσα επερώτησης (Tolog), αλλά η χρήση της περιορίζεται στην κατασκευή στατικών όψεων, δίχως να δίνεται η δυνατότητα πλοήγησης σε δυναµικά παραγόµενες σηµασιολογικές όψεις. Ως αποτέλεσµα αυτού, είναι ότι τα µονοπάτια πλοήγησης -ακόµα και αν αυτά απεικονίζονται από τη γραφική διεπαφή του συστήµατος- δεν λαµβάνονται υπόψη στον υπολογισµό των πληροφοριακών πόρων. Στα περισσότερα συστήµατα χρησιµοποιούνται προγραµµατιστικές διεπαφές που παρέχουν µηχανισµούς πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία οι οποίοι όµως εξαρτώνται από το εκάστοτε πεδίο εφαρµογής, ενώ παράλληλα απαιτείται ο επαναπρογραµµατισµός τους κάθε φορά που αλλάζει η διαθέσιµη πληροφορία. Σε κανένα σύστηµα δεν επιτρέπει την προσωποποιηµένη πρόσβαση µέσα από την προσαρµογή των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων. 89

94 90

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Γεννήτρια Κατασκευής Σηµασιολογικών ιαδικτυακών Πυλών Έχοντας µελετήσει µια σειρά από συστήµατα που παρέχουν τις διαθέσιµες πληροφορίες τους µέσα από κατάλληλες γραφικές διεπαφές, θα ασχοληθούµε σε αυτό το κεφάλαιο µε τη δική µας προσέγγιση στην ανάπτυξη σηµασιολογικών πυλών για το διαδίκτυο. Η πρότασή µας αφενός εκµεταλλεύεται την πλούσια οργάνωση της διαθέσιµης πληροφορίας -όπως και στην περίπτωση σηµασιολογικών πυλών και φυλλοµετρητών σχηµάτων περιγραφών που περιγράψαµε στην παράγραφο 3.3 του προηγούµενου κεφαλαίου και αφετέρου εκµεταλλεύεται τα πλεονεκτήµατα µιας δηλωτικής γλώσσας σηµασιολογικών επερωτήσεων- όπως η RQL [KACPS] στην πλοήγηση και φιλτράρισµα του σχήµατος ή των δεδοµένων προκαθορισµένων ή δυναµικά παραγόµενων σηµασιολογικών όψεων (όπως και στην περίπτωση των συστηµάτων διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που περιγράφηκαν στην παράγραφο 3.1 του προηγούµενου κεφαλαίου). Η αξιοποίηση των υψηλού επιπέδου µηχανισµών πρόσβασης στους πληροφοριακούς πόρους µέσα από τη γραφική διεπαφή της πύλης, δίνουν τη δυνατότητα για την ανάπτυξη οποιασδήποτε σηµασιολογικής πύλης ανεξάρτητα από το εκάστοτε πεδίο εφαρµογής, καθιστώντας την πρότασή µας µια γεννήτρια κατασκευής σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου (Semantic Web Portal Generator- SWPG). Αξιοποιώντας το πλαίσιο ανάπτυξης διαδικτυακών πυλών µε portlets Jakarta Jetspeed [Jetspeed], επιτρέπουµε επιπλέον την ρύθµιση του συνόλου των προσβάσιµων κάθε φορά σηµασιολογικών όψεων, ώστε η πλοήγηση και το 91

96 φιλτράρισµα της πληροφορίας στη διακινούµενη πληροφορία να γίνεται µε έναν προσωποποιηµένο τρόπο για κάθε χρήστη. 4.1 Σηµασιολογική Οργάνωση Πληροφορίας σε µια Πολιτισµική πύλη Για την περιγραφή των χαρακτηριστικών της Γεννήτριας Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου (Semantic Web Portal Generator SWPG) µας θα χρησιµοποιήσουµε ως παράδειγµα τη γραφική διεπαφή µιας σηµασιολογικής πύλης για µια κοινότητα χρηστών µε πολιτιστικά ενδιαφέροντα. Η οργάνωση της διακινούµενης πληροφορίας γίνεται µε κατάλληλα σχήµατα περιγραφών σε RDF και τις αντίστοιχες περιγραφές των πληροφοριακών πόρων. Στο παράδειγµα της πολιτισµικής πύλης -το οποίο µελετήσαµε αναλυτικά στην παράγραφο πολλαπλά σχήµατα περιγραφών είναι δυνατό να περιγράψουν τους ίδιους πόρους µέσα από δυο διαφορετικές οπτικές γωνίες: Το πρώτο σχήµα περιγράφει τους πληροφοριακούς πόρους µε βάση την καλλιτεχνική τους υπόσταση, ενώ το δεύτερο µε βάση την διαχειριστική τους πληροφορία. Έτσι, στο πρώτο σχήµα περιγραφών βασικές έννοιες είναι ο καλλιτέχνης (Artist), το δηµιούργηµα (Artifact) και τα Μουσεία (Museum), καθώς και οι εξειδικευµένες έννοιές τους (Painter και Sculptor υποκλάσεις της κλάσης Artist, Painting και Sculpture υποκλάσεις της Artifact). Στο άλλο σχήµα περιγραφών οι πόροι είναι κατηγοροποιηµένοι κάτω από την έννοια ExtResource και αποδίδοντας σε αυτούς ιδιότητες όπως title και last_modified. Η εικόνα 51 απεικονίζει τους γράφους των RDF σχηµάτων περιγραφής και των περιγραφών των πληροφορικών πόρων της πολιτισµικής πύλης. 92

97 Εικόνα 51: Σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας στην πολιτιστική πύλη 4.2 Γραφική διεπαφή προκαθορισµένων και δυναµικών σηµασιολογικών όψεων Σηµασιολογική πλοήγηση Η γραφική διεπαφή της πολιτισµικής πύλης και κατά επέκταση η γραφική διεπαφή κάθε σηµασιολογικής πύλης που αναπτύσσεται µε τη βοήθεια της SWPGδιακρίνεται σε τρία κυρίως µέρη. Αριστερά απεικονίζονται οι ιεραρχίες των κλάσεων και των ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής σε κατάλληλες δενδρικές δοµές, οι οποίες αποτελούν και το σηµείο εισόδου πρόσβασης στη διαθέσιµη πληροφορία. Στο δεξιό µέρος συντελείται η πλοήγηση του χρήστη τόσο σε επίπεδο σχήµατος (πάνω µέρος) όσο και σε επίπεδο δεδοµένων (κάτω µέρος). Ανά πάσα στιγµή, ο χρήστης µπορεί να µεταβεί από την πλοήγηση σε επίπεδο σχήµατος σε πλοήγηση σε επίπεδο δεδοµένων και αντίστροφα. Έτσι για παράδειγµα, είναι δυνατό κανείς να πλοηγηθεί αρχικά σε επίπεδο σχήµατος, να ζητήσει στη συνέχεια τους πόρους που αντιστοιχούν στην πλοήγησή του µέχρι αυτή τη στιγµή, και να συνεχίσει την πλοήγησή του σε επίπεδο σχήµατος ώστε να έχει πρόσβαση σε στιγµιότυπα περισσότερων κλάσεων (εικόνα 52). 93

98 Εικόνα 52: Σχηµατική αναπαράσταση δοµής (layout) της γραφικής διεπαφής της σηµασιολογικής πύλης Στην εικόνα 53 απεικονίζεται ένα στιγµιότυπο πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της πολιτισµικής πύλης. Στο αριστερό µέρος η γραφική διεπαφή παρουσιάζει τις προκαθορισµένες όψεις της ιεραρχίας των κλάσεων και των ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής µέσα από κατάλληλες δενδρικές δοµές, καθώς και την αναζήτηση πληροφοριακών πόρων µέσω αναζήτησης πλήρους κειµένου (full text search). Από το δεξιό µέρος της γραφικής διεπαφής ο χρήστης έχει πρόσβαση σε δυναµικά παραγόµενες όψεις πληροφορίας, οι οποίες δηµιουργούνται κατά την πλοήγηση στις διάφορες έννοιες του σχήµατος, όπως επίσης και στους πληροφοριακούς πόρους που αντιστοιχούν στα µονοπάτια πλοήγησης. Εικόνα 53: Στιγµιότυπο πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της πολιτισµικής πύλης 94

99 Κάθε κόµβος των δενδρικών δοµών είναι µια ετικέτα κλάσης ή ιδιότητας ενώ η πρόσβαση σε εξειδικευµένες κλάσεις ή ιδιότητες γίνεται «αναδιπλώνοντας» τα κλαδιά των διαφόρων κόµβων. Η απεικόνιση των ετικετών των κλάσεων και των ιδιοτήτων γίνεται σε δυο επικαλυπτόµενα πλαίσια (tab panes), όπου το πρώτο απεικονίζει τη δενδρική δοµή της ιεραρχίας των κλάσεων, ενώ το δεύτερο την αντίστοιχη δοµή των ιδιοτήτων. Σε κάθε ετικέτα κλάσης ή ιδιότητας ορίζεται ένας υπερσύνδεσµος ο οποίος όταν ενεργοποιείται επιτρέπει την εµφάνιση της πληροφορίας που αφορά τη συγκεκριµένη κλάση ή ιδιότητα στο δεξιό µέρος της εφαρµογής. Πιο συγκεκριµένα, για κάθε επιλεγόµενη κλάση αναγράφονται οι υποκλάσεις της, οι συσχετίσεις της µε άλλες κλάσεις (relationships) καθώς και τα γνωρίσµατα που διαθέτει (attributes), ενώ για κάθε επιλεγόµενη ιδιότητα απεικονίζεται το πεδίο ορισµού (domain) και τιµών (range) της ιδιότητας. Υπερσύνδεσµοι πάνω στις συσχετίσεις και τις συσχετιζόµενες κλάσεις, επιτρέπουν την συνέχιση της πλοήγησης του χρήστη στο σχήµα, ενώ υπερσύνδεσµοι πάνω στις διάφορες υποκλάσεις και υποιδιότητες επιτρέπουν την πλοήγηση σε περισσότερο εξειδικευµένα σύνολα πληροφορίας. Στο στιγµιότυπο πλοήγησης της εικόνας 53 για παράδειγµα, ένας χρήστης ενεργοποιώντας τον υπερσύνδεσµο από την ετικέτα της κλάσης Painter πλοηγείται περαιτέρω στο σχήµα επιλέγοντας τη συσχετιζόµενη κλάση Painting. Στα ατοµικά γνωρίσµατα, η γραφική διεπαφή επιτρέπει στο χρήστη να θέσει συνθήκες φιλτραρίσµατος µε βάση τον τύπο δεδοµένων τους. (Αναλυτικά για το φιλτράρισµα της πληροφορίας στα ατοµικά πεδία θα αναφερθούµε στην επόµενη παράγραφο). Για την πρόσβαση σε πληροφορία δεδοµένων, ο χρήστης µπορεί να ενεργοποιήσει το σχετικό υπερσύνδεσµό Get Resources, όπου στο κάτω µέρος της γραφικής διεπαφής απεικονίζονται οι πληροφοριακοί πόροι που αντιστοιχούν στα µονοπάτια πλοήγησης που έχουν προηγηθεί. Μαρκάροντας την επιλογή include all, λαµβάνονται στιγµιότυπα όλων των εµπλεκόµενων κατά την πλοήγηση κλάσεων. Σε αντίθετη περίπτωση, µε την ενεργοποίηση του υπερσυνδέσµου Get Resources λαµβάνονται είτε στιγµιότυπα της τελευταίας κλάσης που επισκέφτηκε ο χρήστης είτε στιγµιότυπα από το πεδίο ορισµού και τιµών της ιδιότητας από την οποία ενεργοποιήθηκε. Η εικόνα 54 απεικονίζει τους πόρους που ανήκουν σε όλες τις εµπλεκόµενες κλάσεις της πλοήγησης του χρήστη (στιγµιότυπα των κλάσεων Painter και Painting), έχοντας προηγουµένως µαρκάρει την επιλογή include all. 95

100 Εικόνα 54: Εύρεση στιγµιοτύπων όλων των εµπλεκόµενων κατά την πλοήγηση κλάσεων στη σηµασιολογική πύλη Με την επιλογή Eliminate duplicates έχει τη δυνατότητα να εξαλείψει ενδεχοµένως πλεονάζουσα πληροφορία του συνόλου των πόρων που επιστρέφονται. Ενεργοποιώντας τον υπερσύνδεσµο View query ο χρήστης µπορεί να δει την rql επερώτηση που αντιστοιχεί στα µονοπάτια πλοήγησής του. Τα µονοπάτια αυτά απεικονίζονται από τη γραφική διεπαφή της πύλης σε µια κατάλληλη µπάρα πλοήγησης (navigation bar). Η γραφική απεικόνιση του µονοπατιού πλοήγησης δεν βοηθάει µόνο στο να δείχνει τον τρόπο πλοήγησής του χρήστη, αλλά παράλληλα αποτελεί έναν εύκολο τρόπο µετάβασης σε ένα προηγούµενο βήµα πλοήγησης. Υπερσύνδεσµοι κάθε κλάσης ή ιδιότητας που αναγράφονται στα µονοπάτια πλοήγησης που έχουν προηγηθεί, δίνουν έναν εύκολο τρόπο µετάβασης σε µια προηγούµενη έννοια, από όπου ο χρήστης µπορεί να συνεχίσει την πλοήγησή του µε έναν διαφορετικό τρόπο, ορίζοντας ενδεχοµένως ένα διαφορετικό µονοπάτι πλοήγησης. Για παράδειγµα, στη εικόνα 3 η πλοήγηση του χρήστη στις συσχετιζόµενες έννοιες Painter και Painting απεικονίζεται µε την ανάλογη µπάρα πλοήγησης, όπου απεικονίζονται οι δύο κλάσεις καθώς και η συσχέτιση µεταξύ τους (paints). Μετά τον υπολογισµό των πληροφοριακών πόρων που αντιστοιχούν στο εκάστοτε µονοπάτι πλοήγησης, ο χρήστης είτε µπορεί να επιλέξει έναν συγκεκριµένο πόρο και να δει την πλήρη περιγραφή του (κλάσεις κάτω από τις οποίες είναι κατηγοροποιηµένος, συσχετίσεις του µε άλλους πόρους, τα γνωρίσµατά του και τις 96

101 τιµές τους) είτε µπορεί να συνεχίσει την πλοήγησή του σε επίπεδο σχήµατος. Η εικόνα 55 απεικονίζει την πλήρη περιγραφή του πόρου Εικόνα 55: Πλήρης περιγραφή ενός συγκεκριµένου πόρου της πολιτιστικής πύλης Σηµασιολογική επερώτηση Κάθε αλληλεπίδραση του χρήστη µε τη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης µεταφράζεται σε µια αντίστοιχη επερώτηση της δηλωτικής γλώσσας RQL. Η καινοτοµία της RQL έγκειται στο γεγονός ότι µπορεί να συνδυάσει επερωτήσεις τόσο σε επίπεδο σχήµατος, όσο και σε επίπεδο δεδοµένων, εξερευνώντας ταυτόχρονα τις ιεραρχίες ετικετών και την πολλαπλή ταξινόµηση των πόρων. Πιο συγκεκριµένα, η RQL επιτρέπει τον συνδυασµό µονοπατιών πλοήγησης τόσο στα δεδοµένα όσο και στο σχήµα χρησιµοποιώντας γενικευµένες εκφράσεις µονοπατιών. Πολλαπλά µονοπάτια πλοήγησης στη γραφική διεπαφή της πύλης έχουν ως αποτέλεσµα τη δηµιουργία µιας σύνθετης RQL επερώτησης και πιο συγκεκριµένα µιας γενικευµένης έκφρασης µονοπατιών. Η όψη πληροφορίας στην οποία δίνεται πρόσβαση σε κάθε βήµα της πλοήγησης είναι ουσιαστικά το αποτέλεσµα αυτής της RQL επερώτησης, η οποία είναι εναρµονισµένη µε όλα τα βήµατα πλοήγησης που έχουν προηγηθεί. Έτσι, χρησιµοποιώντας απλά τους υπερσυνδέσµους της γραφικής διεπαφής, ο καθορισµός των δυναµικά κατασκευαζόµενων σηµασιολογικών όψεων γίνεται µε έναν διαφανή προς το χρήστη τρόπο. 97

102 Παράλληλα, η σηµασιολογική πύλη δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να θέσει κατάλληλες συνθήκες φιλτραρίσµατος πάνω στα ατοµικά γνωρίσµατα των κλάσεων του σχήµατος, οι τύποι των οποίων ορίζονται στο πρότυπο XML Schema [XML99]. Ανάλογα µε τον τύπο του κάθε γνωρίσµατος, η γραφική διεπαφή παρέχει και τις αντίστοιχες γραφικές συνιστώσες (components) µε τις οποίες ο χρήστης καθορίζει την επιθυµητή συνθήκη φιλτραρίσµατος. Εάν για παράδειγµα µια κλάση έχει ένα γνώρισµα αλφαριθµητικού τύπου (string), τότε απεικονίζεται δίπλα από το συγκεκριµένο γνώρισµα µια γραφική συνιστώσα µε ένα πεδίο εισαγωγής αλφαριθµητικού (text-field) και µια συνιστώσα πολλαπλών επιλογών (combo-box) για φιλτράρισµα µε µερική (like) ή ολική (equal) ταύτιση των τιµών των γνωρισµάτων µε τις τιµές που εισήγαγε ο χρήστης στο πεδίο εισαγωγής αλφαριθµητικού. Για παράδειγµα, στην εικόνα 56 ο χρήστης έχει «φιλτράρει» τους πόρους αναζητώντας αυτούς που η τιµή του γνωρίσµατος last_name περιέχει το γράµµα P. Με όµοιο τρόπο, η γραφική διεπαφή της πύλης απεικονίζει τις κατάλληλες γραφικές συνιστώσες για κάθε τύπο γνωρισµάτων (για παράδειγµα datetime, αριθµητικοί τύποι όπως integer και float, enumeration και thesaurus), όπως αυτοί ορίζονται στο XML Schema, µέσα από τις οποίες ο χρήστης µπορεί να θέσει σε κάθε βήµα της πλοήγησης τις επιθυµητές συνθήκες φιλτραρίσµατος. Εικόνα 56: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από συνθήκες φιλτραρίσµατος Πέρα από την πρόσβαση σε επιθυµητές όψεις πληροφοριών µέσα από την πλοήγησή του χρήστη στη γραφική διεπαφή της πύλης, το σύστηµά µας υποστηρίζει επίσης αναζήτηση πληροφορίας πλήρους κειµένου (full text search). 98

103 Ο χρήστης εισάγει επιθυµητές λέξεις κλειδιά σε µια ειδική φόρµα αναζήτησης και επιστρέφονται οι πληροφοριακοί εκείνοι πόροι που η αλφαριθµητική τιµή των γνωρισµάτων τους ταιριάζει µε τις λέξεις κλειδιά που εισήγαγε ο χρήστης, καθώς και το γνώρισµα αυτό, η τιµή του και η κλάση (ή οι κλάσεις) κάτω από την οποία είναι κατηγοροποιηµένος ο συγκεκριµένος πόρος (βλέπε εικόνα 57). Όπως και για την κατασκευή δυναµικών όψεων πληροφορίας, για την αναζήτηση πλήρους κειµένου χρησιµοποιούµαι επίσης την γλώσσα RQL, αυτή τη φορά όµως η όψη πληροφορίας που δίνεται πρόσβαση είναι προκαθορισµένη. Η όψη αυτή περιέχει όλα τα γνωρίσµατα αλφαριθµητικού τύπου και στη συνέχεια οι τιµές τους που ταιριάζουν στις λέξεις κλειδιά που εισήγαγε ο χρήστης. Η RQL επερώτηση που χρησιµοποιείται για την κατασκευή της προκαθορισµένης αυτής όψης πληροφορίας είναι: select typeof(x), Y from {X}@P{Y;string} where Y like keywords, όπου keywords τo αλφαριθµητικό που εισήγαγε ο χρήστης στη φόρµα αναζήτησης. Εικόνα 57: Εύρεση πληροφοριακών πόρων µέσα από αναζήτηση πλήρους κειµένου στη σηµασιολογική πύλη 4.3 Γραφική διεπαφή κατασκευής RQL επερωτήσεων Όπως είδαµε και στην προηγούµενη ενότητα, οι δενδρικές δοµές των ετικετών των κλάσεων ή των ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής αποτελούν τα σηµεία εισόδου στη διαθέσιµη πληροφορία της πύλης. Έστω, για παράδειγµα, ότι ο χρήστης επιλέγει την κλάση Artist ως αρχικό σηµείο εισόδου στην διαθέσιµη πληροφορία. Με την επιλογή του αυτή, δηµιουργείται και η αντίστοιχη RQL επερώτηση που 99

104 αντικατοπτρίζει την επιλογή του. Η όψη πληροφορίας στην οποία έχει πρόσβαση ο χρήστης, αφορά τα στιγµιότυπα που είναι κατηγοριοποιηµένα κάτω από την συγκεκριµένη κλάση. Ο πίνακας 8 απεικονίζει την επιλογή της έννοιας Artist ως εναρκτήριο σηµείο της πλοήγησης του χρήστη, την αντίστοιχη RQL επερώτηση καθώς και το µονοπάτι πλοήγησης όπως αυτό απεικονίζεται στη γραφική διεπαφή. Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης select X1 from Artist{X1} Πίνακας 8: Επιλογή µιας κλάσης σαν σηµείο εισόδου στην πύλη Από τους υπερσυνδέσµους ανάµεσα στις συσχετιζόµενες έννοιες, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα πρόσβασης σε σύνολα πληροφοριών µεγαλύτερου εύρους. Έτσι για παράδειγµα, από την κλάση Artist, ο χρήστης µπορεί να µεταβεί στη συσχετιζόµενη κλάση Artifact. Η µετάβαση αυτή διαµορφώνει κατάλληλα την RQL επερώτηση που αντιστοιχεί στην πλοήγησή του χρήστη στις δύο αυτές έννοιες µέσω της συσχέτισης creates, ενώ η προσβάσιµη όψη περιέχει πλέον τη συσχέτιση creates που έχει ως πεδίο ορισµού και τιµών τις κλάσεις Artist και Artifact αντίστοιχα. Ο πίνακας 9 απεικονίζει την πλοήγηση του χρήστη στις δύο αυτές έννοιες, την αντίστοιχη RQL επερώτηση καθώς και το µονοπάτι πλοήγησης όπως αυτό απεικονίζεται στη γραφική διεπαφή. Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης select X2 from {X1}creates{X2} Πίνακας 9: Πλοήγηση σε συσχετιζόµενες έννοιες της πύλης Οι σχέσεις υπαλληλίας µεταξύ των κλάσεων του σχήµατος, µπορούν να αξιοποιηθούν για την πλοήγηση σε περισσότερο εξειδικευµένα σύνολα πληροφοριών. Έτσι για παράδειγµα, µε την µετάβαση του χρήστη στην κλάση Painting, η οποία είναι υποκλάση της Artifact, η όψη στην οποία ο χρήστης έχει τώρα πρόσβαση περιλαµβάνει µόνο τους πίνακες ζωγραφικής (Painting) καθώς και τους καλλιτέχνες (Artist) που τους δηµιούργησαν (βλέπε πίνακα 10). Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης 100

105 select X2 from {X1}creates{X2;Painting} Πίνακας 10: Πλοήγηση σε εξειδικευµένες κλάσεις Με όµοιο τρόπο, ο χρήστης µπορεί να συνεχίσει την πλοήγησή του είτε σε συσχετιζόµενες κλάσεις, είτε σε πιο εξειδικευµένα σύνολα πληροφορίας. Μπορεί όµως να επιστρέψει σε ένα προηγούµενο βήµα της πλοήγησής του από όπου ενδεχοµένως να επιλέξει ένα διαφορετικό µονοπάτι πλοήγησης. Για παράδειγµα, επιλέγοντας την κλάση Artist από τη µπάρα πλοήγησης, µπορεί να «επιστρέψει» στο αρχικό βήµα της πλοήγησης και στη συνέχεια αφού µεταβεί στην κλάση Artifact να πλοηγηθεί στην εξειδικευµένη κλάση Sculpture. Αν και κατά την µετάβαση του χρήστη σε ένα προηγούµενο βήµα πλοήγησης η προσβάσιµη όψη δεν αλλάζει, εντούτοις το σύνολο των πληροφοριακών πόρων που επιστρέφονται µετά την ενεργοποίηση του υπερσυνδέσµου Get Resources είναι κάθε φορά διαφορετικό. Ο πίνακας 11 δείχνει πώς διαµορφώνεται η αντίστοιχη RQL επερώτηση, όταν ο σύνδεσµος Get Resources ενεργοποιείται από την κλάση Painting- όπως δηλαδή δείξαµε στον πίνακα 10- και όταν ενεργοποιείται αφού ο χρήστης επιστρέψει στο πρώτο βήµα της πλοήγησής του και επιλέξει την κλάση Artist από την µπάρα πλοήγησης. Το κόκκινο βέλος δείχνει κάθε φορά την κλάση από την οποία ενεργοποιείται ο σύνδεσµος Get Resources. Παρατηρούµε ότι την πρώτη φορά επιστρέφονται στιγµιότυπα κατηγοριοποιηµένα κάτω από την κλάση Painting (αφού αυτή είναι η τελευταία κλάση πλοήγησης του χρήστη σε επίπεδο σχήµατος), ενώ τη δεύτερη φορά όπου ο χρήστης έχει επιστρέψει στο αρχικό βήµα πλοήγησης επιστρέφονται στιγµιότυπα της κλάσης Artist. Πλοήγηση RQL επερώτηση 101

106 select X2 from {X1}creates{X2;Painting} select X1 from {X1}creates{X2;Painting} Πίνακας 11: Μετάβαση σε προηγούµενο βήµα πλοήγησης Από την κλάση Artist στην οποία ο χρήστης έχει επιστρέψει, µπορεί να µεταβεί εκ νέου στην κλάση Artifact και από εκεί να επιλέξει την υποκλάση Sculpture. Η νέα όψη πληροφορίας στη οποία έχει πλέον ο χρήστης πρόσβαση αφορά τους πίνακες ζωγραφικής και τους καλλιτέχνες που τους δηµιούργησαν, αλλά και τα γλυπτά (Sculpture) των καλλιτεχνών αυτών. Η µετάβαση στην έννοια Sculpture είχε ως αποτέλεσµα τη δηµιουργία ενός δεύτερου µονοπατιού πλοήγησης, αφού ουσιαστικά ο χρήστης πρώτα πλοηγήθηκε στους πίνακες ζωγραφικής των καλλιτεχνών και στη συνέχεια στα γλυπτά τους (βλέπε πίνακα 12). Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης select X3 from {X1}creates{X2;Painting}, {X1}creates{X3;Sculpture} Πίνακας 12: Πλοήγηση σε πολλαπλά µονοπάτια Συνεχίζοντας την πλοήγησή του µε όµοιο τρόπο, ο χρήστης µπορεί να επιστρέψει στην κλάση Painting και από εκεί να µεταβεί στην συσχετιζόµενη κλάση Museum. Έτσι, ουσιαστικά ο χρήστης επιθυµεί να έχει πρόσβαση αφορά τα µουσεία (Museum) στα οποία εκτίθενται πίνακες ζωγραφικής(painting) και τους καλλιτέχνες (Artist) που τους δηµιούργησαν, αλλά και τα γλυπτά (Sculpture) των καλλιτεχνών αυτών (βλέπε πίνακα 13). Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης 102

107 select X3 from {X1}creates{X2;Paint ing}.exhibited{x3}, {X1}creates{X4;Sculp ture} Πίνακας 13: Πλοήγηση σε συσχετιζόµενες κλάσεις διαφορετικών µονοπατιών Η αξιοποίηση των σχέσεων υπαλληλίας για την πρόσβαση σε πιο εξειδικευµένα σύνολα πληροφοριών, µπορεί να γίνει είτε µε τη µετάβαση σε εξειδικευµένες κλάσεις όπως έγινε µε την µετάβαση από την κλάση Artifact στην κλάση Painting, είτε µε τη µετάβαση σε πιο εξειδικευµένες ιδιότητες. Για παράδειγµα, ο χρήστης µπορεί να επιλέξει από τη γραφική απεικόνιση του µονοπατιού πλοήγησης την ιδιότητα creates και από εκεί να µεταβεί στην εξειδικευµένη ιδιότητά paints. Έτσι, η νέα όψη πληροφορίας αφορά τους ζωγράφους (Painter) εκείνους που έχουν ζωγραφίσει (paints) πίνακες ζωγραφικής (Painting) καθώς και τα γλυπτά τους (Sculpture) (βλέπε πίνακα 14). Πλοήγηση RQL επερώτηση Γραφική απεικόνιση µονοπατιού πλοήγησης select X1, X2 from {X1}paints{X2}.exhibited {X3}, {X1}creates{X4;Sculpture } Πίνακας 14: Πλοήγηση σε εξειδικευµένες ιδιότητες Αλγόριθµος δηµιουργίας δυναµικών όψεων Η δηµιουργία δυναµικών όψεων κατά την πλοήγηση του χρήστη, στηρίζεται όπως είπαµε και στην προηγούµενη παράγραφο στη διαµόρφωση µιας κατάλληλης RQL επερώτησης. Στην παράγραφο αυτή θα ασχοληθούµε µε τον αλγόριθµο µέσα από 103

108 τον οποίο διαµορφώνεται σε κάθε βήµα της πλοήγησης η αντίστοιχη RQL επερώτηση της γενικευµένης έκφρασης µονοπατιών. Η γενική ιδέα του αλγορίθµου στηρίζεται στην έννοια της τριπλέτας (triplet). Μια τριπλέτα αποτελείται από τρία µέρη, όπως ακριβώς οι δηλώσεις (statements) της µορφής <υποκείµενο, κατηγόρηµα, αντικείµενο> που χρησιµοποιεί το µοντέλο RDF για την αναπαράσταση της πληροφορίας. Κάθε µετάβαση του χρήστη από µια έννοια στην άλλη είτε διαµορφώνει τα κατάλληλα µέρη των ήδη διαµορφωµένων τριπλετών, είτε δηµιουργεί µια νέα τριπλέτα που δείχνει τη µετάβαση του χρήστη στη νέα αυτή έννοια. Έτσι, οι διάφορες τριπλέτες δείχνουν κάθε φορά και τα µονοπάτια πλοήγησης, µε βάση των οποίων διαµορφώνεται η αντίστοιχη RQL επερώτηση. Πριν περάσουµε στην ανάλυση του αλγορίθµου, θα πρέπει να επεξηγήσουµε τον τρόπο µοντελοποίησης της πληροφορίας των διαθέσιµων RDF σχηµάτων περιγραφής µέσα στη γεννήτρια κατασκευής σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου. Για την καλύτερη διαχείριση της πληροφορίας του σχήµατος, έχουν αναπτυχθεί κατάλληλες java κλάσεις οι οποίες µοντελοποιούν την σηµασιολογία της πληροφορίας σε επίπεδο σχήµατος Όπως θα αναλύσουµε µε περισσότερη λεπτοµέρεια στο επόµενο κεφάλαιο, µια RQL επερώτηση αντλεί κάθε πληροφορία των διαφόρων σχηµάτων περιγραφής κατά τη φάση αρχικοποίησης της εφαρµογής, και το αποτέλεσµά της επερώτησης επεξεργάζεται από µια java κλάση CWSchema, η οποία για κάθε RDF κλάση και ιδιότητα δηµιουργεί στιγµιότυπα των κλάσεων CWClass και CWProperty αντίστοιχα. Έτσι, η σηµασιολογία κάθε πληροφορίας στο επίπεδο του σχήµατος υπολογίζεται µέσα από κατάλληλες java µεθόδους, δίχως να απαιτείται η δηµιουργία νέων επερωτήσεων κάθε φορά προς τη βάση. Για παράδειγµα, σε κάθε βήµα της πλοήγησης δεν απαιτείται η δηµιουργία πολλαπλών RQL επερωτήσεων για τον υπολογισµό της εκάστοτε πληροφορίας, αφού ολόκληρη η πληροφορία αυτή έχει απεικονιστεί στις java κλάσεις και τις µεθόδους τους, µε αποτέλεσµα τον πιο γρήγορο υπολογισµό της πληροφορίας που απαιτείται. Η εικόνα 58 περιέχει τις java κλάσεις και τις αντίστοιχες µεθόδους τους που χρησιµοποιούνται για τη µοντελοποίηση της πληροφορίας του σχήµατος. 104

109 Κλάση CWSchema: Γενική κλάση δηµιουργίας στιγµιοτύπων των κλάσεων CWClass και CWProperty Κλάση CWClass: Κλάση µοντελοποίησης RDF κλάσεων των σχηµάτων περιγραφής Κλάση CWProperty: Κλάση µοντελοποίησης RDF ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής Κλάση CWPropertyRange: Κλάση µοντελοποίησης του πεδίου τιµών των RDF ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής Εικόνα 58: Μοντελοποίηση της πληροφορίας του σχήµατος από java κλάσεις 105

110 Ο αλγόριθµος κατασκευής τριπλετών για τον υπολογισµό των δυναµικών όψεων κατά την πλοήγηση, στηρίζεται στην µοντελοποίηση αυτή της πληροφορίας του σχήµατος από τις java κλάσεις που δείξαµε στην εικόνα 56. Η κατασκευή των τριπλετών βασίζεται στον αφαιρετικό τύπο CWTripl. Για την κατασκευή µιας νέας τριπλέτας υπάρχει η µέθοδος createtripl(), µε γνωρίσµατα αναφορές σε αντικείµενα της κλάσης CWClass (αφού το πεδίο ορισµού κάθε ιδιότητας είναι µια RDF κλάση), της κλάσης CWPropertyRange (για το πεδίο τιµών της ιδιότητας) και της κλάσης CWProperty (για την RDF ιδιότητα της τριπλέτας). Υπάρχουν µέθοδοι όπως η gettripls() για την ανάκτηση των τριπλετών που έχουν υπολογιστεί και clearlist() που αρχικοποιούν τη λίστα των τριπλετών, όταν ο χρήστης ξεκινάει µια νέα πλοήγηση. Σε κάθε βήµα της πλοήγησης, τα µέρη των τριπλετών είτε αντικαθίστανται από αναφορές σε νέα αντικείµενα είτε δηµιουργούνται νέες τριπλέτες. Η αντικατάσταση αυτή γίνεται µε κατάλληλες µεθόδους get() και set() για το αντίστοιχο µέρος κάθε τριπλέτας. Με βάση τη σειρά µε την οποία κατασκευάζονται οι διάφορες τριπλέτες υπολογίζονται και τα διάφορα γενικευµένα µονοπάτια πλοήγησης της RQL επερώτησης. Όταν το πεδίο ορισµού µιας τριπλέτας και το πεδίο τιµών της προηγούµενης αναφέροντας στο ίδιο αντικείµενο, τότε οι τριπλέτες αυτές αποτελούν µέρος του ίδιου µονοπατιού πλοήγησης του χρήστη. Έτσι, κάθε διαφορετικό µονοπάτι αποτελείται από µια «αλυσίδα» τριπλετών. Η εικόνα 59 περιέχει τις µεθόδους του αφαιρετικού τύπου δεδοµένων για την κατασκευή τριπλετών. Εικόνα 59: Αφαιρετικός τύπος δεδοµένων κατασκευής τριπλετών 106

111 Ας δούµε τη λειτουργία του αλγορίθµου µέσα από την κατασκευή των κατάλληλων τριπλετών στο ολοκληρωµένο σενάριο πλοήγησης που µελετήσαµε προηγουµένως στην παράγραφο 4.3. Στην εικόνα 60 αναγράφονται τα κυριότερα σηµεία του αλγορίθµου. Η αρχική επιλογή της κλάσης Artist ως σηµείο εισόδου στην πληροφορία της πολιτισµικής πύλης δηµιουργεί την πρώτη τριπλέτα: Artist, null, null (γραµµές 13-16). Ο πίνακας 15 απεικονίζει την πλοήγηση του χρήστη, τις τριπλέτες που έχουν διαµορφωθεί καθώς και την αντίστοιχη RQL επερώτηση που διαµορφώνεται µε βάση τις τριπλέτες. Πλοήγηση τριπλέτες RQL επερώτηση Artist, null, null select X1 from Artist{X1} Πίνακας 15: ιαµόρφωση τριπλετών από την επιλογή µιας κλάσης σαν σηµείο εισόδου στην πύλη Με την µετάβαση του χρήστη στη συσχετιζόµενη κλάση Artifact, η τριπλέτα «γεµίζει» (γραµµές 84-88), βάζοντας στο δεξιό της µέρος το όνοµα της τρέχουσας κλάσης και στο µεσαίο µέρος το όνοµα της συσχέτισης µεταξύ τους: Artist, creates, Artifact (βλέπε πίνακα 16). Πλοήγηση τριπλέτες RQL επερώτηση Artist, creates, Artifact. select X2 from {X1}creates{X2} Πίνακας 16: ιαµόρφωση τριπλετών από την πλοήγηση σε συσχετιζόµενες έννοιες Επιλέγοντας την υποκλάση Painting, το δεξιό µέρος της τριπλέτας αντικαθίσταται (γραµµές 34-38) µε το όνοµα της τρέχουσας κλάσης: Artist, creates, Painting. (βλέπε πίνακα 17). Πλοήγηση τριπλέτες RQL επερώτηση Artist, creates, Painting select X2 from {X1}creates{X2;Painting} Πίνακας 17: ιαµόρφωση τριπλετών από την πλοήγηση σε εξειδικευµένα σύνολα πληροφοριών της πύλης 107

112 Η πλοήγηση του χρήστη στο αρχικό βήµα της πλοήγησης δεν µεταβάλλει το περιεχόµενο των τριπλετών που έχουν ήδη διαµορφωθεί (άρα και την αντίστοιχη RQL επερώτηση). Αντίθετα, µε την µετάβαση στην κλάση Sculpture, δηµιουργείται µια νέα τριπλέτα και προστίθεται στην ήδη υπάρχουσα (γραµµές 49-51). Έτσι, το σύνολο των τριπλετών διαµορφώνεται ως: Artist, creates, Painting, Artist, creates, Sculpture. Κάθε µια από αυτές τις τριπλέτες αναπαριστά τα διαφορετικά µονοπάτια πλοήγησης (βλέπε πίνακα 18). Πλοήγηση τριπλέτες RQL επερώτηση Artist, creates, Painting, Artist, creates, Sculpture select X3 from {X1}ns1:creates{X2;ns1:Painting}, {X1}ns1:creates{X3;ns1:Sculpture} Πίνακας 18: ιαµόρφωση τριπλετών κατά την πλοήγηση σε διαφορετικά µονοπάτια πλοήγησης Με την µετάβαση του χρήστη στην κλάση Museum µέσα από τη σχέση Painting, µια νέα τριπλέτα δηµιουργείται (γραµµές 93-99). Έτσι, το σύνολο των τριπλετών διαµορφώνεται ως: Artist, creates, Painting, Painting, exhibited, Museum, Artist, creates, Sculpture. Οι πρώτες δύο τριπλέτες αντιστοιχούν στο πρώτο µονοπάτι πλοήγησης- αφού όπως είπαµε και προηγουµένως ανήκουν στην ίδια «αλυσίδα» τριπλετών, ενώ η τρίτη στο δεύτερο (βλέπε πίνακα 19). Πλοήγηση τριπλέτες RQL επερώτηση Artist, creates, Painting, Painting, exhibited, Museum, Artist, creates, Sculpture select X3 from {X1}creates{X2;Painting}.exhibi ted{x3}, {X1}creates{X4;Sculpture} Πίνακας 19: ιαµόρφωση τριπλετών κατά την πλοήγηση σε συσχετιζόµενες κλάσεις σε διαφορετικά µονοπάτια πλοήγησης 108

113 Η εικόνα 60 δείχνει τα κυριότερα µέρη του αλγορίθµου κατασκευής τριπλετών, για την πλοήγηση σε συσχετιζόµενες κλάσεις ή υποκλάσεις. Για την πλοήγηση στις ιδιότητες, η γενική ιδέα του αλγορίθµου παραµένει η ίδια. 1 //get all triplets 2 ArrayList TripList = gettripls(); 3 //number of triplets 4 int it_size = TripList.size(); 5 CWTripl tripl; 6 CWTripl next_tripl; 7 //if user does not navigate in a sublass or subproperty, pid is not null 8 String pid = request.getparameter( pid ); 9 //The name of the current selected class 10 String current_class_name = request.getparameter( current_class ); 11 CWClass current_class = getclassnamed(current_class_name); 12 //if this is the first navigation first, just create a tripl 13 if (it_size == 0) 14 { 15 tripl = createtripl(current_class, null, null) 16 } 17 else 18 { 19 //if user selects a sublass or subproperty 20 if (pid == null) 21 { for (cnt=0;cnt<it_size;cnt++) 24 { 25 //get current tripl 26 tripl = TripList.get(cnt); 27 //get next tripl 28 next_tripl = TripList.get(cnt+1); 29 CWClass tripl_c1 = getc1(tripl); 30 CWPropertyRange tripl_c2 = getc2(tripl); 31 CWProperty tripl_p = getp(tripl); 32 if (current_class.issubclassof(c1)) 33 setc1(tripl, current_class); 34 if (current_class.issubclassof(c2)) 35 { 36 setc2(tail_tripl, current_class); 37 setc1(next_tripl, current_class); 38 } 39 //check if a superclass of current class and a 40 //superclass of the left part of a tripl 41 //are the same: in this case create a new triplet 42 CWClass super_current = current_class.getsuperclass(); 43 CWClass super_c1 = tripl_c1.getsuperclass(); 44 CWClass super_c2 = tripl_c2.getsuperclass(); 45 if ((super_c1.getidentifier(). 46 equals(super_current.getidentifier())) 47 createtripl(tripl_c1, null, null)) 48 //the same for the right part of a triplet 49 if ((super_c2.getidentifier(). 50 equals(super_current.getidentifier())) 51 createtripl(tripl_c1, current_class, tripl_p)) 52 } 53 } 54 else //pid!= null 55 { 56 CWProperty pid_prop = getpropertynamed(pid); 57 for (cnt=0;cnt<it_size;cnt++) 58 { 59 //get current tripl 60 tripl = TripList.get(cnt); 61 CWClass tripl_c1 = getc1(tripl); 62 CWPropertyRange tripl_c2 = getc2(tripl); 63 CWProperty tripl_p = getp(tripl); 64 //domain class 109

114 65 CWClass domain_class= pid_prop.getdomain(); 66 if 67 ((domain_class.getidentifier().equals(tripl_c1.getidentifier())) 68 (tripl_c1.issubclassof(domain_class))) 69 { 70 if (tripl_c2!= null) 71 { 72 CWClass super_c2 = tripl_c2.getsuperclass(); 73 if(current_class.issubclassof(tripl_c2)) 74 { 75 setc2(tripl, current_class); 76 setp(tripl, pid_prop); 77 } else if ((super_c2.getidentifier(). 80 equals(super_current.getidentifier()) 81 createtripl(tripl_c1, current_class, 82 tripl_p)); 83 } 84 else 85 { 86 setc2(tripl, current_class); 87 setp(tripl, pid_prop); 88 } } 91 else 92 { 93 if ((domain_class.getidentifier(). 94 equals(tripl_c2.getidentifier())) (tripl_c2.issubclassof(domain_class))) 97 createtripl(tripl_c1, current_class, 98 tripl_p)); 99 } } 102 } 103 } Εικόνα 60: Αλγόριθµος κατασκευής τριπλετών 4.4 Προσαρµογή σηµασιολογικών όψεων Η γεννήτρια κατασκευής σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου αξιοποιεί την τεχνολογία των portlets και δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες της σηµασιολογικής πύλης για προσαρµογή των επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων. Όπως είπαµε και στην παράγραφο 2.5.2, διάφοροι οίκοι λογισµικού δραστηριοποιούνται τα τελευταία χρόνια στην ανάπτυξη ολοκληρωµένων πλαισίων ανάπτυξης πυλών µε τη βοήθεια της τεχνολογίας των portlets. Έχοντας µελετήσει αρκετές από αυτές, αποφασίστηκε η χρήση του ολοκληρωµένου πλαισίου ανάπτυξης διαδικτυακών πυλών Jetspeed [Jetspeed] για την ανάπτυξη της γεννήτριας κατασκευής σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου. Η επιλογή αυτή στηρίχτηκε στα παρακάτω κριτήρια: 110

115 1. Το Jetspeed υποστηρίζει το πρότυπο JSR168 [JSR 168] το οποίο στοχεύει στην διαλειτουργικότητα µεταξύ java portlets διαφορετικών οίκων λογισµικού. 2. Το λογισµικό του Jetspeed διατίθεται δωρεάν. Για την ασφαλή πρόσβαση στα διαθέσιµα σύνολα πληροφοριών, το Jetspeed διαθέτει κατάλληλους µηχανισµούς εξουσιοδοτηµένης πρόσβασης. Ο διαχειριστής της πύλης ορίζει για κάθε portlet τα σύνολα χρηστών στα οποία επιτρέπεται η πρόσβαση στο περιεχόµενό του συγκεκριµένου portlet. Το Jetspeed κατατάσσει τους χρήστες σε ρόλους (roles), δηλαδή σύνολα χρηστών µε κοινά χαρακτηριστικά: µη εγγεγραµµένοι χρήστες, εγγεγραµµένοι και διαχειριστές της πύλης. Ο διαχειριστής (administrator) ορίζει ποιοι άλλοι ρόλοι χρηστών επιτρέπεται να έχουν πρόσβαση για κάθε διαθέσιµο portlet. Οι εγγεγραµµένοι χρήστες της πύλης, έχουν τη δυνατότητα ρύθµισης των επιθυµητών portlets που απεικονίζονται στη γραφική διεπαφή της πύλης. Αντίθετα, µη εγγεγραµµένοι χρήστες δεν επιτρέπεται να προσαρµόσουν το περιεχόµενο της πληροφορίας. Το περιεχόµενο που απεικονίζει η πύλη στους µη εγγεγραµµένους χρήστες ρυθµίζεται από τον διαχειριστή της πύλης. Οι µηχανισµοί ρύθµισης προσαρµογής των portlets στο Jetspeed γίνεται µέσα από µια κατάλληλη γραφική διεπαφή (βλέπε εικόνα 61). Ο χρήστης αρχικά συλλέγει από έναν πίνακα που περιέχει όλα τα διαθέσιµα portlets αυτά που τον ενδιαφέρουν. Μαρκάροντας τον τίτλο του portlet από τον πίνακα αυτό, ο χρήστης ορίζει σε ποια portlets επιθυµεί να έχει πρόσβαση. Στη συνέχεια µπορεί να ρυθµίσει τη δοµή της σελίδας (layout). Το jetspeed παρέχει µια λίστα από πιθανά layouts, όπως για παράδειγµα απεικόνιση των portlets σε µια ή περισσότερες σειρές, σε µια ή περισσότερες στήλες κλπ. Στη συνέχεια µπορεί να ορίσει ένα κοινό τρόπο γραφικής απεικόνισής των portlets µέσα από τυποποιηµένα σύνολα γραφικών ιδιοτήτων (skins), και τέλος να ρυθµίζει τη σειρά εµφάνισής τους στη γραφική διεπαφή της πύλης. 111

116 Εικόνα 61: Ρυθµίσεις προσαρµογής σηµασιολογικών όψεων Ας δούµε πως εφαρµόζονται οι ρυθµίσεις προσαρµογής σηµασιολογικών όψεων στο παράδειγµα της πολιτισµικής πύλης που περιγράψαµε στην παράγραφο 4.1. Η διακινούµενη πληροφορία είναι διαχωρισµένη σε πέντε σηµασιολογικές όψεις. Οι δενδρικές δοµές που απεικονίζουν τις ιεραρχίες των κλάσεων και των ιδιοτήτων των σχηµάτων περιγραφής αποτελούν- όπως είπαµε και στην παράγραφο 4.2- δύο προκαθορισµένες σηµασιολογικές όψεις. Παράλληλα, η αναζήτηση πλήρους κειµένου (full text search) γίνεται επίσης µέσα από µια προκαθορισµένη σηµασιολογική όψη και αποτελεί ένα ακόµα portlet της πύλης. Η πλοήγηση του χρήση σε επίπεδο σχήµατος µε την κατασκευή δυναµικών όψεων πληροφορίας, καθώς και η εµφάνιση των πόρων που αντιστοιχούν στα µονοπάτια πλοήγησης που έχουν προηγηθεί αποτελούν άλλα δύο portlets της πολιτισµικής πύλης. Με βάση τα παραπάνω, ένας χρήστης που ενδιαφέρεται µόνο για την καλλιτεχνική υπόσταση των πληροφοριακών πόρων, µπορεί να επιλέξει ως σηµείο εισόδου στη διαθέσιµη πληροφορία µόνο το portlet που απεικονίζει τη συγκεκριµένη όψη πληροφορίας (Curator view portlet). Η εικόνα 62 δείχνει την ενσωµάτωση των 112

117 επιθυµητών portlets για το συγκεκριµένο χρήστη καθώς και τη γραφική διεπαφή της πύλης µετά τη ρύθµιση προσαρµογής τους. Εικόνα 62: Ρυθµίσεις προσαρµογής για έναν χρήστη µε βάση την καλλιτεχνική υπόσταση των πόρων Με όµοιο τρόπο, ένας χρήστης που ενδιαφέρεται αποκλειστικά για τις περιγραφές των πληροφοριακών πόρων από τη διαχειριστική τους πλευρά, επιλέγει το portlet µε τίτλο Administrator view (εικόνα 63). 113

118 Εικόνα 63: Ρυθµίσεις προσαρµογής για έναν χρήστη µε βάση την διαχειριστική υπόσταση των πόρων Αντίθετα µε ότι είδαµε στους εγγεγραµµένους χρήστες, αρµόδιος για τη ρύθµιση των προσβάσιµων σηµασιολογικών όψεων για τους µη εγγεγραµµένους χρήστες είναι ο διαχειριστής της πύλης. Στην εικόνα 64 βλέπουµε την επιλογή των portlets που απεικονίζονται στη γραφική διεπαφή της πύλης για τους µη εγγεγραµµένους χρήστες. Στην περίπτωσή τους, η πλοήγηση δεν γίνεται µε βάση κάποιο συγκεκριµένο κριτήριο, όπως γινόταν για τους δύο εγγεγραµµένους χρήστες που περιγράψαµε προηγουµένως. Έτσι, ο διαχειριστής επιλέγει το integrated view portlet από τη λίστα όλων των διαθέσιµων portlets, το οποίο απεικονίζει την ιεραρχία των κλάσεων και των ιδιοτήτων και των δύο RDF σχηµάτων περιγραφής της πύλης. Παρατηρούµε, ότι αντίθετα µε ότι συµβαίνει στους εγγεγραµµένους χρήστες, οι µη εγγεγραµµένοι δεν έχουν τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης µε κάθε portlet µέσα από τα εικονίδια ελέγχου τους. 114

119 Εικόνα 64: Ρυθµίσεις προσαρµογής για τους µη εγγεγραµµένους χρήστες της πύλης 4.5 Συµπεράσµατα και σύγκριση µε άλλα συστήµατα Σε αυτό το κεφάλαιο µελετήσαµε τα χαρακτηριστικά που διέπουν την πρότασή µας για την ανάπτυξη σηµασιολογικών πυλών διαδικτύου, που ουσιαστικά είναι µια γεννήτρια κατασκευής Σηµασιολογικών διαδικτυακών πυλών (Semantic Web Portal Generator- SWPG). Ο πίνακας 20 απεικονίζει τα χαρακτηριστικά αυτά, καθώς και τα χαρακτηριστικά των συστηµάτων αξιοποίησης σηµασιολογικών γλωσσών πλοήγησης και επερώτησης που µελετήθηκαν στο προηγούµενο κεφάλαιο. Παρατηρούµε, ότι σε σύγκριση µε τα υπόλοιπα συστήµατα, η δική µας 115

120 πρόταση αξιοποιεί στο έπακρο κάθε χαρακτηριστικό που πρέπει να διαθέτει ένα σύστηµα πρόσβασης σε σηµασιολογικά οργανωµένες πληροφορίες, πλην της λειτουργικότητας ενηµέρωσης της πληροφορίας που διατίθεται από την πύλη. Κριτήρια Συστήµατα RDF Distillery Omnigator OntoWeb OntoPortal ODESeW SWPG Σηµασιολογική πλοήγηση Σηµασιολογική επερώτηση Εξουσιοδο τηµένη πρόσβαση Προσωποποίηση σηµασιολογικής πρόσβασης ιάσχιση προγόνων/απογόνων σε ιεραρχίες κλάσεων/ ιδιοτήτων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ κλάσεων ιάσχιση συσχετίσεων µεταξύ πόρων Απεικόνιση του µονοπατιού πλοήγησης Επερωτήσεις πάνω σε στατικές όψεις Επερωτήσεις πάνω σε δυναµικές όψεις Επερωτήσεις πλήρους κειµένου Έλεγχος ταυτότητας των χρηστών Εξουσιοδοτηµένη πρόσβαση στις διαθέσιµες πληροφορίες Προσωποποιηµένη πρόσβαση µε ρύθµιση προσαρµογής επιθυµητών σηµασιολογικών όψεων Μόνο στα Μόνο στις δεδοµένα ISA σχέσεις Ενηµερώσεις Προσθήκη νέων πληροφοριακών πόρων Τροποποίηση περιγραφών πόρων Προσθήκη νέων οντολογιών Πίνακας 20: Συγκριτικός πίνακας των χαρακτηριστικών της Γεννήτριας Κατασκευής Σηµασιολογικών Πυλών (SWPG) µε άλλα παρόµοια συστήµατα 116

121 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Αρχιτεκτονική της Γεννήτριας Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου- SWPG 5.1 Αρχιτεκτονική του συστήµατος Η γενική εικόνα της αρχιτεκτονικής του συστήµατος της Γεννήτριας Σηµασιολογικών Πυλών ιαδικτύου απεικονίζεται στην εικόνα 65. Εικόνα 65: Γενική εικόνα αρχιτεκτονικής του συστήµατος Το σύστηµα ακολουθεί µια αρχιτεκτονική τριών επιπέδων, τα οποία είναι: Το επίπεδο παρουσίασης (presentation layer) που αποτελείται από τη γραφική διεπαφή της σηµασιολογικής πύλης. Μέσα από έναν οποιοδήποτε φυλλοµετρητή Παγκοσµίου Ιστού (Web browser), ένας χρήστης αλληλεπιδρά µε το σύστηµα και πλοηγείται στις διάφορες πληροφορίες που απεικονίζονται στη γραφική του διεπαφή. Το επίπεδο εφαρµογής (application layer). Στο επίπεδο αυτό συντελείται η επεξεργασία των δεδοµένων που προέρχονται από την αλληλεπίδραση 117

122 του χρήστη µε τη γραφική διεπαφή της πύλης. ύο µέρη λογισµικού παίζουν το βασικό ρόλο στο επίπεδο εφαρµογής του συστήµατός µας: 1. Το περιβάλλον διαχείρισης servlets Jakarta Tomcat [Tomcat] 2. Το πλαίσιο ανάπτυξης portlets Jakarta Jetspeed [Jetspeed]. Το επίπεδο δεδοµένων (data layer). Στο επίπεδο αυτό γίνεται η αποθήκευση των RDF σχηµάτων περιγραφής και των περιγραφών πόρων που χρησιµοποιούνται για την σηµασιολογική οργάνωση της πληροφορίας της σηµασιολογικής πύλης. Για την αποθήκευσή τους χρησιµοποιείται το εργαλείο αποθήκευσης RDF σχηµάτων περιγραφής και περιγραφών πόρων RSSDB [RSSDB], που αποθηκεύει τα µεταδεδοµένα αυτά στην οντοκεντρική σχεσιακή (object- relational) βάση δεδοµένων PostgreSQL [PostgreSQL]. H PostgreSQL υποστηρίζει την γλώσσα SQL για επερωτήσεις σχεσιακών βάσεων δεδοµένων, παράλληλα όµως υποστηρίζει χαρακτηριστικά των οντοκεντρικών συστηµάτων, όπως η έννοια της κλάσης και η κληρονοµικότητα Jakarta Tomcat O Jakarta Tomcat είναι ένας διακοµιστής (server) που διαχειρίζεται δυναµικά τη δηµιουργία πληροφορίας στον παγκόσµιο ιστό µέσα από την τεχνολογία των servlets και JSP (Java Server Pages). Ένα servlet είναι µια java κλάση υλοποιηµένη µε βάση µια κατάλληλη προγραµµατιστική διεπαφή, το servlet API [servlet API]. Η ενεργοποίηση του servlet γίνεται µέσα από αιτήσεις (requests) που στέλνονται από τους φυλλοµετρητές (browsers) των χρηστών χρησιµοποιώντας το πρωτόκολλο http (hypertext transfer protocol). Ο Jakarta Tomcat (και γενικά κάθε διακοµιστής διαχείρισης servlets) παράγει δυναµικά την απάντηση (response) προς το χρήστη, την οποία επιστρέφει πίσω στο χρήστη µέσω http σε µια κατάλληλη µορφή γλώσσας υποµνηµατισµού, όπως η HTML ή XML. Το βασικό πλεονέκτηµα του Jakarta Tomcat έναντι άλλων διακοµιστών που διαχειρίζονται servlets, είναι ότι είναι ένα πρόγραµµα ανοικτού λογισµικού, που παράλληλα συνεργάζεται άψογα µε το δεύτερο µέρος του λογισµικού του συστήµατος που είναι το Jakarta Jetspeed. Η εικόνα 66 απεικονίζει ένα servlet που η ενεργοποίηση του έχει ως 118

123 αποτέλεσµα την εµφάνιση του αλφαριθµητικού Hello World!, και τον υπολογισµό της τρέχουσας ώρας ενεργοποίησής του. Η εικόνα 67 απεικονίζει το αποτέλεσµα της ενεργοποίησής του µέσα από έναν φυλλοµετρητή του παγκόσµιου ιστού. Εικόνα 66: Παράδειγµα υλοποίησης servlet Εικόνα 67: Απεικόνιση του αποτελέσµατος ενός servlet µέσα από έναν φυλλοµετρητή παγκόσµιου ιστού Πέρα από τα servlets, µια διαφορετική τεχνολογία που υποστηρίζει ο Jakarta Tomcat για την διαχείριση δυναµικών σελίδων στο διαδίκτυο είναι η JSP (Java 119